Dissertations / Theses: 'Milieu. energie'

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Sassine, Nahia. "Etude du comportement thermo-mécanique d'un milieu granulaire et interactions milieu-réservoir." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI082/document.

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Abstract:

Les systèmes de stockage d'énergie thermique sont des éléments centraux de divers types de centrales de production d'énergie fonctionnant à l'aide de sources d'énergie renouvelables. Ces systèmes de stockage thermique de type solide/fluide peuvent être considérés comme une solution rentable dans les centrales solaires à concentration. Un tel dispositif est constitué d'un réservoir rempli d'un lit granulaire à travers lequel circule un fluide caloporteur. Cependant, dans de tels dispositifs, le réservoir pourrait être soumis à une accumulation de contraintes thermiques au cours des cycles de chargement et de déchargement en raison de la dilatation thermique différentielle entre le milieu granulaire et la paroi du réservoir. Cette thèse a été consacrée à l'étude du comportement thermomécanique du lit granulaire à l'intérieur d'un réservoir de stockage thermique de type régénérateur solide/fluide. Pour atteindre cet objectif, deux approches ont été suivies : les approches numériques et expérimentales. Un modèle numérique basé sur la méthode des éléments discrets a été développé pour décrire le comportement du réservoir sous cyclage thermique. L'évolution des contraintes appliquées aux parois de la cuve au cours des cycles thermiques, est étudiée en tenant compte à la fois des charges thermiques et mécaniques, ainsi que de la cinématique du milieu granulaire à l'échelle des particules (c'est-à-dire des éléments discrets) et de la déformation thermo-mécanqiue du réservoir. Des simulations ont été effectuées pour différentes configurations thermiques (chauffage/refroidissement homogène du réservoir sur sa hauteur ou gradient vertical de température) et différents cas de condition limite (paroi rigide, paroi du réservoir avec un coefficient de dilatation thermique supérieur au lit de roche ou inversement). Le comportement du réservoir dépend des conditions thermiques et conditions aux limites imposées. De plus, un prototype de thermocline a été conçu et construit au sein du laboratoire au CEA, visant à étudier l'accumulation de contraintes sur les cycles thermiques. Le dispositif expérimental, appelé ESPERA, est équipé de dispositifs de mesure de force installés à différentes hauteurs sur la paroi du réservoir. Les dispositifs de mesure de force ont été développés et calibrés au CEA. Leur sensibilité a également été testée en développant un autre banc expérimental, P'tit- Pousse. Des essais expérimentaux ont été réalisés permettant de prouver l'accumulation des contraintes au cours des cycles. Finalement, une comparaison entre les résultats numériques et les premiers résultats expérimentaux obtenus en fin de thèse est proposée
Thermal Energy Storage (TES) systems are central elements of various types of power plants operated using renewable energy sources. Packed bed TES can be considered as a cost effective solution in concentrated solar power plants (CSP). Such a device is made of a tank filled with a granular bed through which a heat-transfer fluid circulates. However, in such devices, the tank might be subjected to an accumulation of thermal stresses during cycles of loading and unloading due to the differential thermal expansion between the filler and the tank wall. This research was devoted to investigate the thermo-mechanical behavior of the granular bed inside a packed bed TES tank. To achieve this objective, two approaches were undertaken in this work, i.e. numerical and experimental. A numerical model was defined to describe the tank's behavior under thermal cycling based on the discrete element method (DEM). The evolution of tank wall stresses over thermal cycles, taking into account both thermal and mechanical loads, as well as the kinematics of the granular material at the particles scale (i.e. discrete elements), are studied here. The deformability of the tank itself under thermo-mechanical loads is also included in the numerical model. Simulations were performed for different thermal configurations (i.e. the tank is heated homogeneously along its height or with a moving vertical gradient of temperature) and different boundary condition cases (i.e. rigid wall, tank wall with a higher thermal expansion coeficient than the bed or inversely). The behavior of the tank is dependent on the imposed thermal and boundary conditions. In addition to this, a thermocline prototype was designed and constructed at the CEA laboratory, aiming at studying the stress accumulation over the thermal cycles. The experimental setup, called ESPERA, is equipped with force measurement devices, installed at different height positions on the wall. The force measurement devices were developed and calibrated at the CEA. Their sensitivity was also tested using a different developed setup, P'tit-Pousse. Experimental tests were carried out proving the stress accumulation over the cycles. Eventually, a comparison between the numerical results and the lately-obtained preliminary experimental measurements is proposed

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Martin, Guy. "La fermentation methanique : une solution ecologique aux problemes energetiques dans le milieu agricole." Strasbourg 1, 1987. http://www.theses.fr/1987STR10723.

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Hassan, Daher Daha. "Modélisation et analyse expérimentale d'une centrale solaire photovoltaïque en milieu désertique maritime." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI102/document.

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Abstract:

L'objectif de ce travail a été de développer un modèle pour prédire le comportement d'une installation photovoltaïque (PV) dans une zone désertique maritime, afin d'optimiser la production instantanée et de maintenir les performances au fil du temps. Les données issues du monitoring d’une centrale solaire ont été analysées afin d’en extraire des indicateurs de performances et d’étudier l'impact des facteurs climatiques (température, irradiation et dépôts de poussière). Les méthodes d'analyse de performance, telles que la "transposition aux conditions de référence" (Ex. PVUSA) et "estimation des mesures de performance" (Ex. PR) ont été appliquées pour évaluer le taux de dégradation annuel de l'installation. Une première indication de la durée de vie des installations PV pour le climat de Djibouti a été obtenue, ainsi qu'une capacité à prédire l'évolution à long terme de cette centrale et des futures installations PV. Parallèlement, un modèle numérique de l'installation PV a été construit en utilisant TRNSYS, incluant les modules et les onduleurs, pour retranscrire le comportement du système PV dans son ensemble, ainsi que les conditions environnementales dans lesquelles il évolue. Le modèle inclus dans la bibliothèque TRNSYS a été amélioré à l'aide de résultats expérimentaux, en particulier en ce qui concerne la dépendance thermique. Un modèle prédictif a donc été développé combinant l'accumulation de poussière, un modèle empirique de températures et de dégradation du module. Enfin, une étude paramétrique a été réalisée avec le modèle complet, afin d'évaluer l'impact du nettoyage pour divers scénarios d’empoussièrement. Les résultats contribueront à l'optimisation de la conception et de l'exploitation des centrales solaires dans ce type de climat
The objective of this work has been to develop a model for the behavior of a photovoltaic (PV) plant in an arid zone, to optimize instantaneous production and maintain performance over time. Monitoring data were collected for a solar power plant, which were then studied to infer the impact of climatic factors (temperature, irradiation and dust deposits). Performance analysis techniques including "transposition to reference conditions" (eg. PVUSA) and "estimation of standard performance measures" (eg. PR) were applied to evaluate the annual degradation rate of the facility. A first indication of expected lifetime of PV installations for the climate of Djibouti was thus obtained, as well as a capacity to predict the long-term evolution of the plant and future installations. In parallel, a numerical model of the photovoltaic installation was constructed using TRNSYS, including the modules and inverters, to transcribe the behavior of the PV system as a whole, and also the environmental conditions in which it evolves. The model included in the standard TRNSYS library was improved with the aid of experimental results, in particular with regards the thermal dependence. A predictive model was thus developed combining dust accumulation, an empirical model of module temperatures and degradation. Finally, a parametric study was undertaken with the complete model, to evaluate the impact of cleaning schedules under various dust scenarios. The results will contribute to the optimization of solar power plant design and operation in this type of climate

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Feknous, Nadia. "Etude de la resistance a la propagation des fissures dans un milieu heterogene coherent." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0012.

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Abstract:

Pour les structures en beton on connait mal les mecanismes internes de la propagation d'une fissure en relation avec l'heterogeneite du materiau, en particulier le role joue par les granulats, d'ou la recherche de l'influence de ces derniers sur la propagation d'une fissure. Conception et realisation d'une machine de rupture en mode i. Etude experimentale de l'evolution de l'energie specifique de rupture et celle de la force exterieure au cours de la propagation et comparaison des energies mises en jeu suivant que le modele contient ou non un trou ou une inclusion adherente ou non de la matrice

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Mege, Jean-Pierre. "Contribution a l'etude des doses en milieu limite dans des faisceaux de photons de haute energie." Toulouse 3, 1986. http://www.theses.fr/1986TOU30168.

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Barré, Kévin. "Mesurer et compenser l’impact de l’éolien sur la biodiversité en milieu agricole." Thesis, Paris, Muséum national d'histoire naturelle, 2017. http://www.theses.fr/2017MNHN0002/document.

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Abstract:

L’aménagement du territoire et l’intensification agricole constituent deux causes majeures du déclin de la biodiversité. La plupart des projets d’aménagement sont tenus d’appliquer la séquence « éviter-réduire-compenser » (ERC) aux impacts générés, pour atteindre une absence de perte nette de biodiversité. La mise en place de cette séquence dans le cas de la construction de parcs éoliens se heurte à la difficulté d’évaluation et de prédiction des impacts dont la mortalité par collisions avec les chiroptères et l’avifaune. Nous avons en effet montré dans un travail préliminaire que les manques théoriques sur l’évaluation de l’impact combinés à une qualité variable des études réglementaires amènent aujourd’hui à i) un évitement et une réduction peu efficaces, ii) une compensation la plupart du temps inexistante ou hasardeuse. Face aux contraintes d'implantation, les éoliennes sont principalement installées en milieu agricole. Ce dernier, en plus de constituer un espace de production alimentaire, de support d’énergie renouvelable et de biodiversité, doit également assurer le rôle de compensation des impacts générés par la production d’énergie éolienne. Il apparaît d’autant plus urgent d’étudier cette problématique que ces impacts semblent pouvoir affecter les populations d’espèces en fort déclin. Dans un premier temps, nous avons quantifié un deuxième type d’impact des éoliennes, la répulsion exercée sur les chiroptères, jusqu’ici largement méconnue et de ce fait non pris en compte dans les projets d’implantation. Nous mettons en évidence un fort impact négatif de la présence d’éoliennes sur la fréquentation des haies par les chiroptères jusqu’à une distance minimale de 1000 m autour de l’éolienne, engendrant ainsi d’importantes pertes d’habitats. Or, à l’échelle du nord-ouest de la France, 89% des éoliennes sont implantées à moins de 200 m d’une lisière arborée (haie ou forêt), cette distance constituant une recommandation européenne. Cette étude améliore donc les connaissances liées à l’implantation des éoliennes pour optimiser l’évitement d’une partie des impacts, les rendant compensables par leur quantification. Nous avons ensuite comparé différentes mesures couramment utilisées en compensation (jachères et infrastructures agroécologiques), en développant un calcul d’équivalence multi-taxonomique entre ces mesures. Ceci a permis en toute transparence de proposer des alternatives aussi efficaces à une mesure peu acceptable (par exemple les jachères en contexte grandes cultures), maximisant les leviers de mise en place de la compensation. Enfin, nous avons évalué la faisabilité de mesures compensatoires potentiellement plus acceptables, non plus axées sur l’ajout d’éléments dans la matrice agricole, mais sur des mesures visant directement la qualité de cette matrice support de biodiversité. En se focalisant sur des changements de pratiques agricoles n’engendrant pas ou peu de pertes de rendement, nous montrons que la simplification du travail du sol peut apporter de forts bénéfices à l’avifaune et aux chiroptères. Toutefois, ce bénéfice peut fortement varier en fonction des pratiques visant à limiter l’excès de végétation spontanée généré par l’absence de labour. Une diminution du travail du sol et de l’usage d’herbicides peuvent créer des gains comparables à ceux obtenus en agriculture biologique. La thèse souligne l’urgence de reconsidérer les stratégies actuelles d’implantation et d’exploitation des éoliennes en milieu agricole, causant de fortes pertes d’habitats et une mortalité systématique. Elle montre aussi qu'en dépit des manques de connaissances limitant les possibilités d’un dimensionnement des mesures compensatoires fondé sur une quantification intégrale des impacts, nous sommes en mesure d’apporter d’ores et déjà des gains écologiques efficaces en milieu agricole grâce à des mesures acceptables par l’ensemble des acteurs
Land-use planning and agricultural intensification are two major causes of biodiversity loss. Most of development projects have to apply the mitigation hierarchy, i.e. avoid, reduce then offset impacts on biodiversity, in order to achieve the no net loss. Wind farm installation makes the mitigation hierarchy application difficult due to the lack of knowledges regarding the quantification and the prediction of impacts, characterized by collisions of birds and bats with turbines. In a preliminary study we showed that the current fail of impact assessment studies in i) the avoidance and the reduction as well as ii) the offsetting of impact, are mainly linked to a lack of theoretical knowledges and a low quality of studies. Installation constraints often imply to implement wind turbines in farmland areas. Such areas have the triple function of food production, renewable energy and biodiversity carrier, but they also have to offset impacts on biodiversity, which are generated by wind turbines. Thus, there is an urgent need to improve the consideration of impacts on biodiversity in projects, which would have underestimated effects on populations. In a first time, we quantified a new type of impact: the wind turbine revulsion on bats. This impact is so far little known and not taken into account in assessment studies for wind farm installations. We highlighted a negative long distance impact (over 1000 m) of wind turbine proximity on bat activity at hedgerows, which is a highly attractive habitat for this taxa. These strong negative impacts currently lead to high losses of habitat use. Moreover, at the region scale study (north-west France), 89% of turbines are implemented at less than the European recommendations (200 m to wooded edges -hedgerows or forests). Thus, this study improved knowledges in order to optimize avoidance of this impact and made them measurable allowing their offsetting. We then compared different commonly used offsetting measures (i.e. fallows and agroecological elements), by developing a method for calculating ecological equivalences between offset measure. This allowed in complete transparency to find alternative measures as efficiently as an initial low acceptable measure (i.e. fallows in open field area). Such a method allowed an effective implementation of measures. Finally, we assessed the ecological gain provided by new types of measures such as changes in farming practices. Unlike classic measures which are usually an implementation of new elements in the landscape, changes in farming practices consist in quality improving of arable land features. Because we studied changes which do not implies losses of yield, or low in first years after changes, such measures are potentially more acceptable for farmers. We showed that tillage and herbicide reduction could positively impact birds and bats. However, to reduce tillage (i.e. no ploughing) implies to adapt the method to control weeds, previously performed by ploughing. Several possibilities can be used such as cover cropping or herbicide use intensification. In this context, our results also highlighted that positive impacts could vary significantly among underlying weed control possibilities. For instance, tillage reduction, when one herbicide pass is removed, generates as much ecological gain than organic farming system. This PhD thesis highlights the urgent need to adapt wind energy planning and these exploitation in farming areas, due to high habitat loss and systematic mortality. This thesis also shows that despite the current lack of knowledges, preventing to design offsetting measures facing to quantified impacts, implementation of acceptable measures for stakeholders may provide effective gains for bats and birds

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Raybaud, Blaise. "Evaluation de l’impact des propriétés optiques large-bande de l’environnement sur le productible (énergie incidente) en milieu urbain." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI126.

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Abstract:

La performance d’un module photovoltaïque est conditionnée par l’environnement dans lequel il est installé. En effet, la quantité d’énergie solaire convertie en électricité dépend de l’irradiance incidente sur le module. Les progrès dans l’intégration des modules photovoltaïques sur bâtiment et la diminution de leurs coûts amènent à considérer le potentiel solaire en milieu urbain, en toiture mais aussi en façade. En milieu urbain, la densité des bâtiments limite les apports solaires en façade par la présence de masques. La volonté publique encourage une augmentation de la production locale d’énergies renouvelables. Il est alors nécessaire de se doter d’outils numériques permettant d’évaluer avec précision le potentiel solaire en ville, et ainsi évaluer la rentabilité d’installations photovoltaïques. Il s’agit en particulier d’évaluer les apports solaires issus des réflexions sur les différentes surfaces composant la scène urbaine. Les problématiques d’intégration visuelle, soulevant la question des couleurs et des spectres incidents sur les surfaces dans différentes gammes de longueurs d’ondes doivent également être considérées Enfin, ces outils doivent également permettre d’évaluer l’impact d’une intégration photovoltaïque en milieu urbain afin d’éviter de renforcer les phénomènes d’îlot de chaleur. Les travaux de thèse se sont donc focalisés sur les méthodes de simulation d’ensoleillement en milieu urbain, au travers du développement de deux stratégies de modélisation (radiosité et lancer de rayons). Les modèles de simulation sont comparés sous des hypothèses de réflexions optiques équivalentes, permettant une validation des hypothèses utilisées dans chacune des méthodes. Parallèlement, une qualification des propriétés optiques de matériaux typiques de l’environnement urbain permet la construction de modèles de réflexion optiques basés sur les distributions de réflectivité bidirectionnelles (BRDF en anglais). Ces modèles, injectés dans les modèles d’irradiance, permettent d’évaluer la part d’énergie issue des différents modes de réflexion. Par ailleurs, des mesures d’irradiances sont réalisées en milieu extérieur. Un banc de test est conçu de sorte à mesurer les irradiances perçues en façade et au sol. Différentes configurations sont testées dans via cette maquette. Les mesures obtenues sont alors confrontées aux résultats numériques sous conditions réelles, permettant une validation des modèles
The performance of a photovoltaic module is conditioned by the environment in which it is installed. Indeed, the amount of solar energy converted into electricity depends on the incident irradiance on the module. Progress in the integration of photovoltaic modules on buildings and the reduction of their costs leads us to consider the solar potential in urban environments, both on roofs and facades. In an urban environment, the density of buildings limits solar gain on the facade by the presence of masks. Public institutes encourages an increase in the local production of renewable energies. It is therefore necessary to acquire digital tools to accurately assess the solar potential in cities, and thus evaluate the profitability of photovoltaic installations. In particular, it is necessary to evaluate the solar contributions resulting from reflections on the various surfaces that make up the urban scene. Visual integration issues, raising the question of colours and incident spectra on surfaces in different wavelength ranges must also be considered. Finally, these tools must also make it possible to assess the impact of photovoltaic integration in an urban environment in order to avoid reinforcing heat island phenomena. The PhD work is therefore focused on methods for simulating sunshine in an urban environment, through the development of two modelling strategies (radiosity and ray throwing). The simulation models are compared under the hypotheses of equivalent optical reflections, allowing a validation of the hypotheses used in each of the methods. At the same time, a qualification of the optical properties of typical materials from the urban environment allows the construction of optical reflection models based on Bidirectional Reflectivity Distributions Functions (BRDF). These models are integrated into the irradiance models. Therefore, it possible to evaluate the ratio of energy resulting from the different reflection modes. In addition, irradiance measurements are carried out in an external environment. A test bench is designed to measure the irradiances perceived on the facade and on the ground. Different configurations are tested using this mock-up. The measurements obtained are then compared with the numerical results under real conditions, enabling the models to be validated

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Giovannoni, J. M. "Energie et environnement atmosphérique : contribution à l'analyse de l'effet de convection engendré par un îlot de chaleur en milieu calme et stratifié /." Lausanne, 1986. http://library.epfl.ch/theses/?nr=632.

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Jin, Dongliang. "Thermodynamique et cinétique de la formation de l'hydrate de méthane confiné dans un milieu nanoporeux : théorie et simulation moléculaire." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY076/document.

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Abstract:

L'hydrate de méthane est un cristal non-stœchiométrique dans lequel les molécules d'eau forment des cages liées par liaison hydrogène qui piégent des molécules de méthane. Des ressources abondantes en hydrate de méthane peuvent être trouvées sur Terre, en particulier dans les roches poreuses minérales (par exemple, l'argile, le permafrost, les fonds marins, etc.). Pour cette raison, la compréhension de la thermodynamique et de la cinétique de formation de l'hydrate de méthane confiné dans des milieux poreux suscite beaucoup d'attention. Dans cette thèse, nous combinons la modélisation moléculaire et des approches théoriques pour déterminer la thermodynamique et la cinétique de formation de l'hydrate de méthane confiné dans des milieux poreux. Tout d'abord, l'état de l'art en matière de thermodynamique et de cinétique de formation de l'hydrate de méthane est présenté. Deuxièmement, différentes stratégies de simulation moléculaire, y compris des calculs d'énergie libre utilisant l'approche de la molécule d'Einstein, la méthode de coexistence directe et la technique textit{hyperparallel tempering}, sont utilisées pour évaluer la stabilité de l'hydrate de méthane à différentes températures et pressions. Troisièmement, parmi ces stratégies, la méthode de coexistence directe est choisie pour déterminer le déplacement du point de fusion lors du confinement dans des pores, $Delta T_m = T_m^{pore} - T_m^{bulk} $ où $ T_m^{pore}$ et $T_m^{bulk}$ sont les températures de fusion d'hydrate de méthane non confiné et confiné. Nous avons constaté que le confinement diminue la température de fusion, $T_m^{pore} < T_m^{bulk} $. Le changement de température de fusion en utilisant la méthode de la coexistence directe est cohérent avec l'équation de Gibbs-Thompson qui prédit que le décalage de la température de fusion dépend linéairement de l'inverse de la taille des pores, $Delta T_m/T_m^{bulk} sim k_{GT}/ D_p$. La validité quantitative de cette équation thermodynamique classique pour décrire de tels effets de confinement et de surface est également abordée. Les tensions de surface des interfaces hydrate-substrat et eau-substrat sont déterminées à l'aide de la dynamique moléculaire pour valider quantitativement l'équation de Gibbs-Thompson. Des simulations de dynamique moléculaire sont également effectuées pour déterminer les propriétés thermodynamiques importantes de l'hydrate de méthane non confiné et confiné: (a) conductivité thermique $lambda$ en utilisant le formalisme de Green-Kubo et la fonction d'autocorrélation du flux thermique; (b) expansion thermique $alpha_P$ et compressibilité isotherme $kappa_T$. Enfin, des conclusions et perspectives pour des travaux futurs sont présentées
Methane hydrate is a non-stoichiometric crystal in which water molecules form hydrogen-bonded cages that entrap methane molecules. Abundant methane hydrate resources can be found on Earth, especially trapped in mineral porous rocks (e.g., clay, permafrost, seafloor, etc.). For this reason, understanding the thermodynamics and formation kinetics of methane hydrate confined in porous media is receiving a great deal of attention. In this thesis, we combine computer modeling and theoretical approaches to determine the thermodynamics and formation kinetics of methane hydrate confined in porous media. First, the state-of-the-art on the thermodynamics and formation kinetics of methane hydrate is presented. Second, different molecular simulation strategies, including free energy calculations using the Einstein molecule approach, the direct coexistence method, and the hyperparallel tempering technique, are used to assess the phase stability of bulk methane hydrate at various temperatures and pressures. Third, among these strategies, the direct coexistence method is chosen to determine the shift in melting point upon confinement in pores, $Delta T_m = T_{m}^{pore} - T_{m}^{bulk}$ where $T_m^{pore}$ and $T_m^{bulk}$ are the melting temperatures of bulk and confined methane hydrate. We found that confinement decreases the melting temperature, $T_m^{pore}

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BONNEFOY, Olivier. "Influence des cristaux d'hydrates de gaz ou de glace sur la perméabilité d'un milieu poreux." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009658.

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Abstract:

La première partie est une étude bibiographique. Nous étudions les conditions thermodynamiques de stabilité des hydrates dans un milieu bulk et la composition des phases solide et liquide. Nous décrivons ensuite les écoulements dans les milieux poreux. Enfin, nous fusionnons les deux approches en étudiant l'influence du confinement sur la stabilité des hydrates. Un champ offshore (Blake Ridge) et un champ on-shore (Mallik) sont décrits dans le détail. Ce dernier servira de base aux simulations numériques ultérieures.

La deuxième partie est consacrée aux expériences. Leur but est de mesurer la perméabilité d'un sédiment contenant des cristaux. Pour nous rapprocher des conditions géologiques naturelles, les cristaux sont réalisés en l'absence de phase gazeuse. Il s'avère que les hydrates se forment de manière très hétérogène dans le milieu poreux et ceci rend les mesures non représentatives. Nous pensons que ce résultat est général et qu'à l'échelle de temps du laboratoire, la formation d'hydrates de gaz répartis uniformément dans un milieu poreux est très difficile. Pour contourner cette difficulté, nous montrons de manière théorique que les cristaux de glace ont un comportement analogue aux cristaux d'hydrate (du point de vue des forces de Van der Waals qui gouvernent l'agglomération). Ceci nous permet de calculer la constante de Hamaker des hydrates. La deuxième série d'expériences s'intéresse donc à la perméabilité d'un milieu poreux non consolidé et sous contrainte dont les pores sont occupés par des cristaux de glace. Deux populations de grains de silice sont utilisées pour former le milieu poreux : 3 mm et 200 microns. Avec les gros grains, les résultats font apparaître deux seuils : pour des saturations plus faibles que le seuil inférieur, la présence des cristaux n'affecte pas la perméabilité. Pour des saturations plus grandes que le seul supérieur, la perméabilité est quasiment nulle (phénomène de percolation). Entre les deux, la perméabilité décroît exponentiellement en fonction de la saturation. Avec les grains fins, la perméabilité décroît avec la même vitesse.

La dernière partie est une étude numérique sur le champ Mallik. Après avoir posé les équations décrivant les transferts massiques et de chaleur dans l'espace et au cours du temps, nous étudions un cas limite unidimensionnel. Ceci nous permet de voir l'influence de la courbe 'Perméabilité = f(saturation)' obtenue expérimentalement sur la quantité de gaz produite. Le code proposé permet également d'évaluer différents scénarios de production, dont la dépressurisation assistée par formation de glace.

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Doronin, Mikhail. "Adsorption on interstellar analog surfaces : from atoms to organic molecules." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066254/document.

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Abstract:

Les interactions gaz-grains jouent un rôle important dans la chimie des milieux interstellaires et protoplanétaires. Le paramètre-clé qui gouverne les échanges entre la surface des grains et la phase gazeuse est l’énergie d’adsorption Ea. Ce travail a pour but de développer une approche jointe expérimentale et théorique afin de déterminer les énergies d’adsorption pour des atomes et molécules d’intérêt astrophysique sur des substrats-modèles des surfaces des grains de poussière interstellaires. Expérimentalement, la méthode employée est la désorption programmée en température (TPD). Le travail a contribué en l’établissement d’une méthode de traitement des courbes de désorption, basée sur une distribution d’énergie d’adsorption et utilisant un set limité de données à plusieurs rampes de chauffage, pour déterminer le couple de paramètres de l’équation de Polanyi-Wigner que sont l’énergie d’adsorption et le préfacteur. D’un point de vue de la chimie théorique, les énergies d’adsorption sont déterminées en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) implémentée dans le module Vienna Ab initio Simulation Package (VASP). Cette méthode permet également d’accéder aux géométries d’adsorption, ainsi qu’aux différents sites sur la surface. La méthode expérimentale a été validée par une comparaison avec un système connu : l’adsorption du méthanol CH3OH sur le graphite. L’adsorption des gaz rares Ar/Kr/Xe sur les glaces d’eau a été étudiée comme un cas d’intérêt pour la planétologie. L’adsorption de l’acétonitrile (CH3CN) et de son isomère l’isoacétonitrile (CH3NC) sur les surfaces de graphite, de quartz et de glaces d’eau a également été étudiée, puisque ces deux molécules sont détectées dans le milieu interstellaire. Les énergies d'adsorption trouvées dans le cadre de ce travail seront intégrées dans la base des données KIDA
Gas-grain interaction plays an important role in the chemistry of the cold interstellar medium and protoplanetary disks. A key parameter for modeling the exchange between grain surfaces and gas phase is adsorption energy, Ea. This work aims to develop a reliable and systematic experimental/theoretical approach to determine the adsorption energies of relevant atoms and molecules on models of interstellar grain surfaces. Employed experimental technique is the Temperature Programmed Desorption. Developed experimental protocol and data treatment technique based on distribution of adsorption energies and use of a set of heating rates enable to determine the coupled parameters of Polanyi-Wigner equation: adsorption energy Ea and prefactor N. Computational chemistry approach, Density Functional Theory (DFT) as implemented in Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) is used to get the insight on the behaviour of the surface-adsorbate systems at the atomic level. This approach allows as well to determine adsorption energies. A presence of multiple adsorption sites with different adsorption energies is predicted. Methanol CH3OH adsorption on graphite is used as a known example to validate the technique. Ar/Kr/Xe adsorption on water ice is studied as a case relevant for planetology. Acetonitrile (CH_3CN) and methyl isocyanide (CH_3NC) adsorption on water ice, quartz and graphite is investigated since those two molecules are both detected in the interstellar medium. Adsorption energies determined in this work will be included in KIDA database

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Salot, Raphaël. "Influence de la radiolyse sur la cinétique d'oxydation des alliages de zirconium en milieu R. E. P." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0083.

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Abstract:

Le zircaloy-4 constitue le materiau de gainage du combustible nucleaire et presente en reacteur a eau pressurisee une vitesse d'oxydation deux a trois fois plus importante qu'hors irradiation. Dans ce travail, l'influence du depot d'energie sur la cinetique d'oxydation du zircaloy-4 est quantifiee lors d'oxydations realisees en reacteur experimental et en autoclave blinde avec presence materiaux emetteurs beta afin de disposer de variations locales du depot d'energie. Pour analyser l'effet du depot d'energie dans l'eau et la zircone, ces experiences sont completees par une etude du comportement electrochimique du zircaloy-4 dans une solution irradiee par des sources beta avec trois activites differentes. Sous flux neutronique, le facteur d'acceleration representatif de l'oxydation du zircaloy-4 en r. E. P. Est retrouve. L'effet du rayonnement beta est masque ou inexistant. En autoclave, une augmentation de 30% de la cinetique d'oxydation est observee apres 250 jours. Le comportement electrochimique du zircaloy-4 lors de balayages potentiodynamiques apparait etre modifie en presence d'un fort rayonnement beta: un courant supplementaire, independant de la vitesse de balayage et non lineaire en fonction du depot d'energie, est mesure. L'analyse de ces resultats est basee sur une quantification des effets du flux beta sur l'oxyde et sur une comparaison avec des mesures en presence d'eau oxygenee. L'adsorption d'une espece radiolytique a la surface de la zircone est jugee responsable des resultats obtenus. Finalement, une comparaison de ces resultats avec le comportement du zircaloy-4 dans plusieurs types de reacteur de puissance est effectuee

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Royer, Pascale. "Contribution de l'homogénéisation à l'étude de la filtration d'un gaz en milieu déformable à double porosité : application à l'étude du système gaz-charbon." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10186.

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Abstract:

L'objet de cette etude est de determiner, par la methode des developpements asymptotiques, des modeles mathematiques macroscopiques decrivant l'ecoulement d'un fluide compressible dans un milieu poreux a double porosite. Les limites des modeles classiques sont definies pour le cas particulier d'un milieu a double conductivite et une correction simple, elargissant leur domaine de validite, est proposee. Une adaptation de la methode des developpements asymptotiques pour le cas des milieux a double porosite est ensuite mise au point. Elle s'appuie sur l'existence de trois longueurs caracteristiques introduites par la geometrie du milieu. Alors que les methodes classiques considerent que le fluide est faiblement compressible, cette methode est appliquee ici pour etudier la filtration d'un fluide tres compressible dans un milieu poreux fracture. Le cas d'une matrice rigide, puis celui d'une matrice deformable, sont successivement envisages. Il s'avere que les comportements macroscopiques obtenus dependent des ordres de grandeur relatifs des rapports d'echelles. L'une des descriptions obtenues pour une matrice rigide est fortement non-lineaire et comporte des effets de memoire. L'etude pour une matrice deformable met en evidence la necessite de considerer separement les phenomenes de compressibilite du fluide et de deformabilite de la matrice. En guise d'application, l'etude du systeme gaz-charbon est alors envisagee, dans le but de contribuer a la prevention d'un phenomene dynamique se produisant dans les mines de charbon: le coup de poussier. Une description detaillee des differents processus qui se developpent au sein d'un milieu gaz-charbon, notamment le phenomene de sorption et ses consequences, est presentee et se fonde sur de nombreux resultats experimentaux. Enfin, en se basant sur l'etude theorique precedente, un modele de filtration avec adsorption d'un gaz dans un milieu poreux fracture rigide est propose

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Ben, Nasrallah Sassi. "Contribution à l'étude des transferts couplés de chaleur et de masse : application aux phénomènes d'évaporation par convection naturelle et du séchage convectif de milieux poreux." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2026.

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Abstract:

Etude des phenomenes de transferts couples de chaleur et de masse en milieux poreux et en milieux fluides. En milieu fluide, on s'est interesse aux phenomenes qui prennent lieu lors de l'evaporation par convection naturelle sur une plaque verticale chauffee par un flux variable. En milieu poreux, etude des problemes de formulation des transferts de chaleur et de masse et etude des transferts unidirectionnels lors du sechage convectif d'un milieu poreux prise en compte des effets bidimensionnels sur les transferts dans l'etude du sechage par convection naturelle d'un mur poreux vertical chauffe par un flux constant

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Kergavarat, Jean-François. "Influence de la microstructure sur la sensibilité à la corrosion sous contrainte des alliages 600 et 690 en milieu primaire des réacteurs à eau sous pression." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0012.

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Abstract:

Les mecanismes elementaires de la fissuration par csc pour le couple alliage 600 milieu primaire ne sont pas connus. Experimentalement, il existe des similitudes entre cet endommagement et la rupture a chaud par fluage des aciers inoxydables austenitiques. Dans le cadre de la rupture a chaud il a ete demontre que le glissement intergranulaire (gi), mouvement relatif d'un grain par rapport a son voisin, joue un role preponderant dans la ruine des materiaux. L'objectif de notre etude est de verifier si ce mecanisme de deformation intervient lors de la fissuration par csc. Notre travail prend en compte les parametres composition chimique et microstructure a travers leur influence sur la plasticite intercristalline. Le parametre de composition chimique que nous considerons est la teneur en chrome des alliages. Nous comparons le comportement vis a vis du gi de l'alliage 600 et celui de son successeur dans la conception des tubes de gv l'alliage 690 (nc30fe). Les parametres microstructuraux etudies sont la taille des grains et les caracteristiques de precipitation des alliages. Afin de travailler sur une large gamme de microstructures, des etats de syntheses ont ete prepares a partir de tubes industriels d'alliages 600 et 690 par des traitements thermiques appropries. Notre demarche experimentale comprend deux volets complementaires, l'un realise a l'echelle macroscopique, l'autre a l'echelle microscopique. Lors de l'analyse macroscopique, chaque etat, industriels ou de synthese, est soumis a des essais de fluage sous vide, aux temperatures de 500c, 430c et 360c, pour quantifier leur plasticite aux joints de grains. Les essais realises a 500c ou 430c permettent d'etablir une hierarchie entre les differents alliages et microstructures selon leur propension au gi. L'essai a 360c demontre l'existence du gi pour une temperature proche de la temperature de fonctionnement des tubes. Le gi est mesure par microscopie electronique a balayage (meb) a partir de grilles d'extensometrie gravees a la surface des eprouvettes. Les roles respectifs de la microstructure et de la teneur en chrome sont evalues. Parallelement, au cours d'une analyse microscopique et a partir d'essais de traction realises in situ dans un microscope electronique en transmission (met), nous proposons une description des mecanismes du gi. Une etude post mortem, effectuee en met sur des eprouvettes d'alliages industriels sollicitees en traction lente a 320c, etablit un lien entre les deux approches de notre demarche. Elle valide de plus les resultats obtenus au cours des essais de traction in situ. Enfin, les etats dont la propension au gi est la plus importante, sont soumis a des essais de traction lente en milieu representatif du milieu primaire a 360c. A partir de l'analyse de l'ensemble des resultats obtenus, un modele phenomenologique est propose pour decrire l'endommagement par corrosion sous contrainte de l'alliage 600 en milieu rep primaire

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Mithieux, Jean-Denis. "Influence de la teneur en chrome et de la structure des alliages de nickel sur leur comportement en corrosion sous contrainte en milieu primaire des réacteurs à eau pressurisée." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0146.

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Abstract:

L'objectif de l'etude est de comprendre l'origine de la bonne resistance a la corrosion sous contrainte de l'alliage 690 (nc30fe) en milieu primaire et d'en determiner les limites. Deux etapes essentielles de la fissuration ont ete considerees : la degradation du film passif par deformation plastique de l'alliage et sa reformation par reoxydation de la surface. Pour cela, des mesures de cinetiques de repassivation en milieu primaire a 360c (chronoamperometrie), des essais de fluage a l'air et des essais de corrosion sous contrainte en milieu primaire a 360c (traction lente et selle de cheval) ont ete realises sur des tubes de generateurs de vapeur. L'augmentation de 15% a 30% de la teneur en chrome dans l'alliage ameliore de facon significative mais faible les cinetiques de repassivation en milieu primaire. Elle provoque egalement une diminution du fluage a l'air, lui-meme fonction de la structure de l'alliage (precipitation de carbures de chrome, traitement thermique complementaire. . . ). Une description parametrique du fluage global et du glissement intergranulaire est proposee. La vitesse de fissuration des tubes en alliages 600 et 690 (traction lente) a ete correlee avec l'aptitude au glissement intergranulaire du materiau. Le cas de l'amorcage (selles de cheval) est moins clair puisque le meme type de correlation n'a pu etre etabli que pour l'alliage 600, aucune fissuration n'ayant ete detectee sur l'alliage 690 lors d'essais statiques. L'etude de l'interaction entre l'hydrogene et le materiau, mise en evidence tant sur les cinetiques de repassivation que sur le fluage, necessite encore des developpements pour rendre compte de la difference de comportement entre les deux alliages.

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Le, Gall Ronan. "Étude expérimentale et modélisation du phénomène de givrage dans les échangeurs de chaleur." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0064.

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Abstract:

Cette etude est consacree a l'analyse et a la modelisation des mecanismes de croissance et de densification d'une couche de givre dans les echangeurs de chaleur. La formation du givre peut etre responsable d'une deterioration importante des caracteristiques thermiques et aerauliques de ce type de materiel. La premiere partie experimentale couvre une large gamme de parametres. On utilise, en particulier, une methode d'attenuation du rayonnement gamma qui permet d'acceder a des informations importantes sur la croissance et la densification du depot. Les lois d'echange et de frottement de l'echangeur utilise sont obtenues en fonction des principales conditions aux limites. Apres analyse des mecanismes de transferts de chaleur et de masse a l'interieur du givre, une modelisation detaillee de la croissance du givre, basee sur l'hypothese d'un profil non-uniforme de la masse volumique, est proposee. Le modele donne la possibilite de suivre l'evolution des principales caracteristiques de la couche de givre (epaisseur, masse volumique, resistance thermique,), mais aussi celle des profils de temperature et de masse volumique a l'interieur du givre. L'ajustement et la validation du modele sont realises a l'aide des resultats experimentaux obtenus et de donnees experimentales prises dans la litterature. Les resultats obtenus permettent une meilleure comprehension de la formation du givre ; ils demontrent l'interet de la prise en compte de ce phenomene pour une optimisation de la conception et du fonctionnement des echangeurs frigorifiques industriels

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Parimal, Jayant. "Energy services in WTO a recommended course /." Bern : World Trade Institute (WTI), 2004. http://www.wti.org/images/stories/MILE/MILE%20Theses/Energy%20Services%20in%20WTO.pdf.

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Carron, Véronique. "Etude du mécanisme d'oxydation des formes dissoutes du ruthénium dans les solutions d'acide nitrique : application à l'élimination du ruthénium des solutions de dissolution des combustibles nucléaires irradiés." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10227.

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Abstract:

Le ruthenium est l'un des produits de fission les plus genants lors du retraitement des combustibles nucleaires. Son elimination en amont du procede purex, apres la dissolution du combustible dans l'acide nitrique, est envisagee. Le procede d'elimination ici etudie est l'electrovolatilisation. Il consiste a oxyder en ruo 4 volatil les especes dissoutes du ru : les complexes nitrates et nitres du ruthenium nitrosyle runo 3 +. La 1 e r e partie de ce travail concerne l'etude de l'oxydation directe du runo 3 + sur anode d'or ou de platine par voltammetrie cyclique et spectroscopie infrarouge et uv-visible de reflexion in situ. Elle montre l'existence d'une etape d'adsorption du runo 3 + preliminaire a son oxydation en ruo 4. Ruo 4 reagit ensuite avec runo 3 + pour former un compose du ru i v, qui est a son tour electrooxyde en ruo 4. La 2 e m e partie est consacree aux experiences d'electrovolatilisation en mode potentiostatique. Aux faibles concentrations d'hno 3, la cinetique globale d'electrovolatilisation est controlee par l'etape de volatilisation du ruo 4. Lorsque la concentration d'hno 3 est superieure a 1 m, le controle cinetique est assure par le transfert de charge lie a l'oxydation du runo 3 +. Dans hno 34 m, cette oxydation est tres lente et l'ajout d'agno 3 est requis pour l'accelerer. La derniere partie traite de l'oxydation indirecte du runo 3 + par l'argent (ii) electrogenere. Le role electrocatalytique de ag i i est illustre par voltammetrie et electrolyses potentiostatiques. Une concentration limite d'agno 3 (dont la valeur depend des conditions experimentales) au-dela de laquelle la cinetique globale est controlee par la volatilisation du ruo 4 est mise en evidence. Ces resultats laissent envisager une augmentation supplementaire de la vitesse d'electrovolatilisation en optimisant les conditions de la volatilisation.

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Stoddard, Edward James Armstrong. "European upstream energy cooperation : political risk, milieu-shaping and politico-commercial relations in the Caspian Sea region." Thesis, University of Portsmouth, 2013. https://researchportal.port.ac.uk/portal/en/theses/european-upstream-energy-cooperation(d586315c-29bc-481b-a07f-80a2e76ebb89).html.

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Abstract:

The development of an energy role for the European Union has been a divisive area of EU policy. The competing interests and differing perspectives of member states, EU institutions and commercial energy players have hampered the development of downstream European internal energy markets, obstructed the construction of mid-stream transportation routes that would diversify European energy supplies and hindered the EU’s ability to ‘speak with one voice’ towards major suppliers. However, despite widespread scholarly coverage of EU energy issues, the tri-lateral upstream interaction between European institutions, member states and energy companies in the countries where oil and gas are produced has received less academic attention. This thesis seeks to address this lacuna in the literature through an examination of upstream intra-EU cooperation in the Caspian region. This study finds that the EU’s upstream oil and gas policy in the Caspian is, relatively speaking, more coherent than many other areas of European energy policy. In the Caspian, European convergence forms, in particular, around the EU’s collective political risk mitigation and market facilitation role. Employing an interdisciplinary International Political Economy approach, the thesis examines how the EU’s model of European energy supply entails dependence on the commercial sector which compels political actors to support companies in strategic regions through milieu-shaping energy governance and commercial (energy) diplomacy. The thesis demonstrates how European actors share similar upstream risk perceptions, promote overlapping security and market-based policy perspectives and how both member states and companies increasingly encourage an EU foreign policy role in meeting these upstream challenges. In doing so, this research examines the EU’s risk-mitigating external energy governance, the EU’s diplomatic practice in upstream energy and the dynamics of European politico-commercial interaction in the Caspian - core aspects of an under-researched, but ultimately increasingly cooperative, part of EU external energy policy.

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Fitoussi, Thomas. "Les cascades électromagnétiques cosmologiques comme sondes du milieu intergalactique." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30235/document.

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Abstract:

Cette thèse vise à étudier le phénomène dit de " cascades électromagnétiques cosmologiques ". Ces cascades sont typiquement générées dans le milieu intergalactique par l'absorption de rayons gamma sur les photons du fond optique / UV et par la production de paires électron / positron associés. Ces leptons eux-mêmes interagissent avec les photons du fond diffus cosmologique via diffusion inverse Compton pour produire de nouveaux rayons gamma qui eux même peuvent s'annihiler, générant à partir d'un unique photon primaire toute une gerbe de photons et de particules secondaires. D'un point de vue observationnel, le développement de cette cascade introduit trois effets : une déformation du spectre à haute énergie, un retard temporel dans l'arrivée des rayons gamma et une extension de la taille apparente de la source. Les cascades électromagnétiques cosmologiques ont commencé à être étudiées dans les années soixante. Mais ce n'est qu'à partir des années 2010 avec l'arrivée du satellite Fermi (entre autres) et des observations dans la bande au GeV et au TeV que la discipline a explosé. Le phénomène est particulièrement important. D'une part il altère le spectre observé des sources rendant difficile la compréhension de la physique de ces dernières. D'autre part les cascades se développant dans le milieu extragalactique, elles sont très sensibles à la composition de ce dernier (fond diffus de photons, champ magnétique). Or ce milieu étant très ténu, il est difficile à étudier. Les cascades deviennent alors une formidable sonde pour accéder à sa compréhension et pouvoir en comprendre l'origine qui remonte au commencement de l'Univers. Pourtant les cascades cosmologiques sont un phénomène complexe faisant intervenir des interactions difficiles à modéliser (sections efficaces complexes) et le transport de particules dans un Univers en expansion (cosmologie). Face à cette complexité les expressions analytiques sont vite limitées et le passage au numérique devient inévitable. Dans le cadre de cette thèse un code de simulation Monte Carlo a donc été développé visant à reproduire aussi précisément que possible le phénomène des cascades. Ce code a été testé et validé en le confrontant aux expressions analytiques. Grâce à ce code, le rôle des différents paramètres physiques impactant le développement de la cascade a été étudié de manière systématique. Cette étude a permis de mieux comprendre la physique du phénomène. En particulier, l'impact des propriétés du milieu extragalactique (fond diffus extragalactique, champ magnétique extragalactique) sur les observables a été mis en évidence. Finalement, une seconde étude a été menée pour mesurer la contribution des cascades au fond gamma extragalactique. Des travaux récents montrent qu'une grande partie de l'émission diffuse à très haute énergie provient de sources ponctuelles non résolues (blazars en particulier). Ces sources gamma (résolues et non résolues) doivent en principe initier des cascades qui peuvent contribuer au fond diffus. En partant d'une modélisation de l'émission des blazars à différents redshifts, l'absorption et la contribution des cascades ont alors été calculées à l'aide du code Monte Carlo. Les résultats montrent que la contribution des cascades au fond gamma extragalactique pourrait violer les limites Fermi mais l'excès doit encore être confirmé
This thesis aims at studying "cosmological electromagnetic cascades". These cascades are initiated by the absorption of very high energy gamma-rays through gamma-gamma annihilation with optical / UV background photons of the intergalactic medium. In this interaction, electron/positron pairs are produced. The newly created leptons interact with photons of the Cosmological Microwave Background producing new gamma-rays through inverse Compton scattering which can also annihilate producing a cascade of secondary particles from a single primary photon. Observationally, the development of this cascade has three effects : the observed high energy spectrum is altered, observed photons arrive with a time delay with respect to primary photons and the source appears extended. Cosmological electromagnetic cascades start to being studied in the early sixties. But it is during the 2010's with the Fermi satellite and GeV to TeV observations that the field has really started to being explored. In the fast evolving backgound of gamma-ray astronomy, understanding the cascade physics has become a crucial stake. First the observed spectrum from a distant source is altered, which directly affects the modelling of high energy sources. Secondly, the cascades develop in the extragalactic medium and are very sensitive to its composition (background light, magnetic field). This medium is hard to study because it is extremely thin. Hence the cosmological cascades are a formidable probe to access its comprehension and its origin coming from the very beginning of our Universe. Yet the cosmological cascades are a complex phenomenon which involves complicated interactions (complex cross sections) and transport of particles in an expanding Universe. Analytical expressions are rapidly limited and numerical computations are required. In this thesis a Monte Carlo simulation code has been developed aiming at reproducing the cosmological cascades. This code has been tested and validated against analytical expressions. With the simulation code, a systematic study of the parameters impacting the development of the cascade has been led. This study allows a better understanding of the cascade physics. Especially, the impact of the intergalactic medium properties (extragalactic background light, extragalactic magnetic field) on the observables has been highlighted. Finally, a second study has been done to measure the contribution of cascades to the extragalactic gamma ray background. Recent works show that a great part of the diffuse emission at very high energy is explained by unresolved sources (blazars in particular). These gamma sources (resolved and unresolved) must in principle initiate cosmological cascades which can also contribute to the extragalactic gamma ray background. Starting from a modeling of the blazars at different redshifts, absorption and contribution of the cascades have been estimated with the simulation code. The results show that the contribution of the cascades might violate the Fermi limits but the excess must be confirmed

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Cajot, Florian. "Modeling water transfer in soil in the presence of amphiphilic matter : application to the rhizosphere." Electronic Thesis or Diss., Avignon, 2024. http://www.theses.fr/2024AVIG0623.

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Abstract:

La matière organique est un composant important des sols et en particulier, dans la rhizosphère (le volume de sol influencé par l'activité des racines), des composés spécifiques sont présents sous la forme de polymères tels que les ExoPolySaccharides (EPS). Ces composés, exsudés par les racines et les micro-organismes, sont amphiphiles. Ils influencent le transfert d'eau dans la zone racinaire. Comprendre comment la matière organique modifie le transfert d'eau dans le sol, est une question ouverte pour laquelle la modélisation peut apporter des éléments de réponse. Pour prendre en compte la nature variable hydrophobe/hydrophile de la matière organique, nous proposons un changement de paradigme dans la représentation de la mouillabilité du sol. Au lieu d'associer la mouillabilité à un simple angle de contact, nous proposons un cadre conceptuel énergétique, dans lequel une fonctionnelle énergétique représente les interactions effectives entre la matrice du sol et la surface de l'eau libre. Cette énergie d'interaction contient à la fois les interactions attractives (hydrophiles) et répulsives (hydrophobes), afin de reproduire la nature amphiphile des molécules. En incluant les énergies à l'œuvre dans le sol, c'est-à-dire l'énergie associée à la mouillabilité, à la gravité et à la tension superficielle de l'eau, nous pouvons définir l'énergie libre du système. Nous avons dérivé l'équation régissant la saturation en eau, ce qui conduit à une équation de type Darcy-Richards couplée à une équation d'énergie libre. Ce système d'équations assure la cohérence avec la thermodynamique. Le système d'EDP est résolu numériquement à l'aide de la méthode d'éléments finis implémentée en C++ avec la bibliothèque Oomph-lib basée sur un schéma spatial et temporel adaptatif. Le modèle est d'abord testé pour son comportement concernant les effets d'hydrophobie dans le sol. À cet égard, il est capable de reproduire l'étalement horizontal fini de l'eau sur un milieu poreux hydrophobe. Appliquée à un milieu poreux stratifié verticalement avec une alternance de couches hydrophiles et hydrophobes, le modèle simule, en fonction de la teneur moyenne en eau, les phénomènes de piégeage de l'eau dans les couches hydrophiles ou l'écoulement intermittent et l'instabilité de front. En outre, l'analyse numérique de bifurcation met en évidence des phénomènes d'hystérésis. C'est la première fois qu'un système EDP capture tous ces phénomènes dans un unique modèle de sol. Dans la deuxième partie, nous adaptons et testons expérimentalement notre modèle aux caractéristiques spécifiques du sol rhizosphérique. Nous avons construit un milieu modèle composé de sable additionné d'EPS dérivé du mucilage de chia. Des expériences ont été réalisées pour caractériser les paramètres du modèle. En particulier, nous avons étudié expérimentalement et numériquement l'infiltration d'une goutte placée sur le milieu modèle sable/EPS. Concernant le modèle, nous montrons que les lois régissant le flux d'eau s'infiltrant dans la matrice sont modifiées en présence de matière organique. Une fois calibré, le modèle peut reproduire différents phénomènes spécifiques à la présence de matière amphiphile observés lors de nos expériences ou dans la littérature. En particulier, l'effet "tampon" lors du mouillage et les différentes étapes de l'imbibition des gouttes. Enfin, une première application est menée pour simuler la phase de réhumidification de la rhizosphère à l'échelle d'un segment de racine
Organic matter is an important component of soils. Its distribution and properties determine the global properties of this heterogeneous porous medium. In particular, this organic matter may be amphiphilic to a greater or lesser degree, i.e. it can have variable hydrophilicity, changing from a hydrophilic to a hydrophobic state and vice versa, depending on the water status of the medium. This multidisciplinary thesis proposes an original approach to modelling soil-amphiphilic organic matter systems. It aims to better quantify the effects of amphiphilic matter on the physical properties of wettability and surface tension of a soil and its impact on the transfer of water in the soil. This generic modelling is applied to the rhizosphere soil, which contains ExoPolySaccharides (EPS), amphiphilic polymers exuded by roots and micro-organisms, which can influence the hydric properties of the soil near the roots and thus play a role in regulating water uptake by the roots. The approach adopted in this thesis is based on innovative modelling that takes into account the presence of more or less hydrophobic organic matter in the soil, using a free energy concept that includes the partial wetting, gravitational and macroscopic surface tension energies of the medium in the flow laws. The transfer equations resulting from this flow energy approach are implemented and solved numerically using finite element methods with tools available in the Oomph-lib library. This development is built for 1D domains (Cartesian or axisymmetric) and 2D domains (rectangular or ringed) including classical boundary conditions (periodic, Dirichlet, homogeneous Neumann and constant flow). The algorithm developed tracks the spatial and temporal dynamics of the transfer while reducing numerical errors using adaptive numerical schemes based on Z2ErrorEstimator estimators for the spatial part and prediction-correction schemes using multi-step schemes for the temporal part. Applied to a stratified soil with respect to hydrophobicity, this modelling highlights the dynamics of water transfer in unsaturated soil, such as water trapping and the appearance of fingers, but also 'classic' transfer (as the medium approaches saturation). In addition, this modelling highlights hysteresis phenomena through a study of bifurcations and continuation codes developed for a periodic situation using the pde2path library. Transfer regimes can coexist in distinct branches of solutions in the wetting or drying phase. By characterising the physical properties of a model medium, consisting of sand in the presence of EPS, this transfer model with variable wettability is applied to the infiltration of a drop of water on a rhizosphere soil analogue. The behaviour of the model is tested according to the volume of the drop and the saturation of the medium. This provides a better understanding of the effects of amphiphilic matter at the soil-drop interface and enables the model parameters to be calibrated. Finally, this model is applied to water uptake at the scale of a root segment, including the rhizosphere, in which there is a gradient of EPS concentration according to distance from the root. This application enables us to study the impact of the amphiphilic characteristics of the EPS in the rhizosphere during the water extraction phase by the root or during the nocturnal re-moistening phase of the rhizosphere, with or without external water supply. Integrated into a broader, applied framework, this modelling could contribute to the analysis of rhizospheric traits likely to improve water use by plants in a context of climate change and practices (limiting irrigation)

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Joubert-Garnaud, Carole. "Les énergies renouvelables dans l’agriculture de la Charente-Maritime : l’émergence en milieu rural d’un nouveau moteur du développement économique et social non dépourvu d’incidences sur l’environnement local." Thesis, La Rochelle, 2010. http://www.theses.fr/2010LAROF035/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la place nouvellement attribuée aux énergies renouvelables dans un département français encore largement rural, la Charente-Maritime, alors que commence à se poser, ici comme ailleurs, la question du changement climatique et celle de l’épuisement des énergies fossiles dans un contexte privilégiant de plus en plus la mise en place de mesures de protection de l’environnement. La thèse passe en revue les différentes énergies renouvelables d’ores et déjà produites et utilisées en Charente-Maritime ou dont la mise en œuvre est envisagée (hydroélectricité, solaire, éolien, énergie issue de la biomasse). Plusieurs exemples précis d’exploitations agricoles impliquées dans la production et la consommation de ces nouvelles énergies sont longuement présentés. La thèse s’intéresse également au potentiel de développement de ces énergies, à leurs retombées sur l’environnement et à la façon dont elles sont perçues, tant par les agriculteurs que les élus locaux, les responsables d’associations ou les habitants en général. Il apparaît clairement que la politique de développement des énergies renouvelables actuellement menée en Charente-Maritime est incitative, tout particulièrement en ce qui concerne l’énergie solaire et la biomasse énergie au profit desquelles les aides régionales et départementales sont importantes (mise en œuvre d’une filière locale bois – énergie dans le pays Saintonge Romane). Par contre, l’édification de parcs éoliens est freinée par les pouvoirs publics en raison de leur trop fort impact paysager dans un département à vocation touristique affirmée. La thèse montre, en fin de compte, que le bilan environnemental que l’on peut tirer de toutes ces innovations apparaît mitigé : le recours aux énergies renouvelables réduit un peu la dépendance des campagnes charentaises à l’égard des énergies fossiles, mais l’impact environnemental direct de ces nouvelles sources d’énergie apparaît ambigu et pour le moins contrasté. L’étude, quoique conduite dans un cadre territorial relativement restreint, est néanmoins largement représentative des transformations en cours dans les campagnes françaises, voire européennes, les particularités locales et nationales ayant été clairement soulignées
This thesis deals with the newly role given to the renewable energies in a still rural French area, The Charente Maritime, while here and there, two issues are at stake : the question of climate change as well as the dramatic decrease of fossil energy stocks, in a period more and more turning towards the implementation of environment protection measures.Our research makes a review of the different renewable energies. Firstly the ones already produced and used in Charente Maritime, secondly the ones whose implementation is planned and eventually those which are in a state of project. (hydroelectric, solar, wind and biomass energies). The thesis is also about the potential of these energies expansion, about their consequences on environment, and in the way farmers, local representatives, association leaders and inhabitants view them.As a conclusion the thesis shows that environment results that we can draw from all these innovations is mixed : while the use of renewable energies reduce a little the dependence of Charentaises countries from fossil energies, the direct environment impact of these new energy sources appears ambiguous and especially contrasted. The study has been made in a quite little geographical area. It is all the same representative of the current changes in the French as well as the European countryside, the local and national specificities having been clearly underlined

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Hasert, Uli Frieder. "Les énergies renouvelables en milieu polaire applications aux pompes à chaleur à absorption." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL031N.

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Abstract:

Nous avons analysé les possibilités d'emploi d'énergies renouvelables pour la production d'électricité et de chaleur, sur les bases polaires. Pour deux stations ; Dumont d'Urville en terre Adélie et Krenkel sur les Iles François-Joseph en arctique russe nous avons comparé les potentiels énergétiques de trois sources d'énergie renouvelables, l'énergie solaire, l'énergie cinétique et thermique du vent. Les calculs mènes sont basés sur une exploitation des données météorologiques multidimensionnel d'une période de 5 et de 30 ans. Avec l'énergie thermique du vent on a fait appel à un cycle thermodynamique travaillant entre le dipôle thermique du vent froid et l'eau de mer chaude laquelle garde une température de -1. 8°C a peu prés constante pendant toute l'année. Pour chaque site nous avons calculé la production d'électricité récupérable correspondant à diverses machines réelles : capteurs photovoltaïques, aérogénérateurs, pompes à chaleur et machines thermodynamiques. Dans les calculs ont fait intervenir des résultats expérimentaux d'une étude sur les deux stations (période de deux ans). On y a mesuré la puissance réfrigérante du vent sous des conditions météorologiques réelles et en même temps on y a teste des prototypes d'échangeurs de chaleur destines à condenser un fluide de travail utilise dans un cycle thermodynamique. L’exploitation des résultats se faisait à l'aide d'une classification hiérarchique non supervisée, car le transfert de chaleur convectif dans tube lisse était utilise pour faire une auto-calibration des mesures de l'échangeur.

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Croquelois, Benjamin. "Comportement à rupture des matériaux hétérogènes fragiles : application au comprimé pharmaceutique." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0206.

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Abstract:

Le comprimé pharmaceutique est une des formes galéniques principales. Il est mis en forme, à partir d’un mélange de poudres, lors d’une opération de compression en matrice. Bien que la compression soit utilisée depuis plus d’un siècle et fasse partie des procédés les plus employés dans l’industrie pharmaceutique, son utilisation reste encore très largement empirique. Ceci rend difficile toute anticipation des problèmes rencontrés au cours de l’industrialisation comme par exemple le clivage. Ce mécanisme correspond à une rupture brutale du comprimé lors de sa mise en forme. Le manque de compréhension fondamentale de ce mécanisme fait qu’il n’existe à ce jour aucune solution universelle. La résolution de ce problème passe dans un premier temps par une compréhension approfondie du comportement mécanique des comprimés et plus particulièrement des différents mécanismes intervenant dans la rupture de ces derniers. Dans le cadre de cette thèse, la rupture des comprimés a été étudiée à partir de l’essai classiquement utilisé dans le domaine pharmaceutique : l’essai Brésilien. Dans un premier temps, la rupture des comprimés a été analysée à partir d’une approche en contrainte. Le clivage étant provoqué par des ruptures dû à des sur-contraintes locales, on s’est intéressé plus particulièrement à la rupture des comprimés sous une concentration de contraintes induite par l’introduction d’un défaut de taille contrôlé. L’étude a d’abord permis de montrer les différences de sensibilité à la concentration de contraintes des différents matériaux étudiés. De plus, grâce à la mise en place d’un critère de rupture adapté, l’average stress, couplé à une analyse de la microstructure des matériaux par tomographie à rayon-X, il a été possible de relier les comportements macroscopiques observés expérimentalement tel que la sensibilité à la concentration de contraintes à la microstructure des matériaux. Finalement, à partir des formalismes de la M.E.L.R. (Mécanique Élastique Linéaire de la Rupture), une approche énergétique de la rupture des comprimés lors d’un essai Brésilien a été mise en place. Une propagation rapide de fissures macroscopiques a été observée. Afin d’estimer les effets inertiels induits par la propagation rapide des fissures, la position du sommet de fissure a été mesurée pendant la propagation à l'aide d'une caméra rapide. La méthode des éléments finis (FEM) a permis de simuler la rupture dynamique en implémentant une technique de relâchement des nœuds. Cette analyse numérique des données expérimentales a permis de définir un facteur de correction dynamique adapté à la géométrie d’essai afin de ne pas sur-estimer le taux de restitution d’énergie en régime dynamique
The tablet is one of the main pharmaceutical dosage form for drug delivery. It is produced using die compaction from a powder mixture. Although compression has been used for over a century and is one of the most widely used processes in the pharmaceutical industry, its use remains largely empirical. This makes it difficult to predict the occurrence of issues that arise during the manufacturing of tablets like capping. This mechanism corresponds to a sudden failure of the tablet after its ejection from the die. Due to the lack of fundamental understanding of this mechanism there is yet no universal solution to this problem. Solving this issue first requires a thorough understanding of the mechanical behavior of tablets and more particularly of the various mechanisms involved in their failure. As part of this thesis, the tablet fracture was studied from the test conventionally used in the pharmaceutical field: the Brazilian test. Initially, the tablet fracture was analyzed from a stress approach. Since the capping is caused by fracture due to local over-stresses, we were particularly interested in the failure of the tablets under a stress concentration induced by the introduction of a controlled size defect. The study first made it possible to show the differences in sensitivity to a stress concentration of the different materials studied. In addition, thanks to the implementation of an adapted fracture criterion, the average stress, coupled with an analysis of the materials microstructure by X-ray tomography, it was possible to link the sensitivity to a stress concentration and the microstructure of the tablet. Finally, using the L.E.F.M. formalism (Linear Elastic Fracture Mechanics), an energetic approach to the tablets fracture in a Brazilian test was implemented. Rapid propagation of macroscopic cracks was observed. In order to estimate the inertia effects induced by this rapid crack propagation, a high speed camera was used to follow the crack tip position over time while performing the Brazilian test. The finite element method (FEM) made it possible to simulate dynamic fracture by implementing a node release technique. This numerical analysis of the experimental data made it possible to define a dynamic correction factor adapted to the test geometry in order not to over-estimate the energy release rate in dynamic state

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Bertin, Aurélien. "Contribution au développement des énergies renouvelables intermittentes en milieu insulaire : étude du couplage photovoltaïque, éolien, et stockage en Guadeloupe." Institut de physique du globe (Paris), 2013. http://www.theses.fr/2013GLOB0602.

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Curt, Jordan. "Damage detection for wind turbine towers with Digital Image Correlation." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPAST008.

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Abstract:

La technologie des éoliennes est mature et le marché est avec le temps devenu compétitif. Un levier pour diminuer les coûts de l’exploitation des éoliennes réside dans l’optimisation de la maintenance des turbines. Dans ce contexte, cette étude se focalise sur l’état de la tour de l’éolienne. La durée de vie de la tour est influencée par des paramètres incertains liés à l’environnement et les aléas matériaux. Ceci rend très difficile la prédiction de la durée de vie d’un mât et des marges importantes sont prises lors de son dimensionnement. Cependant des éoliennes se sont déjà effondrées dans le monde, à chaque fois lors d'épisodes climatiques violents. Les deux phénomènes de ruine identifiés sont le flambement local de la tour et l'arrachement de sa partie supérieure. Des sources académiques ou industrielles ont également rapporté la découverte de fissures sur quelques turbines aux interfaces soudure-matériau. Une réflexion concernant la criticité d'une fissure vis à vis du flambement et de sa propagation brutale a été menée dans le cas où la tour est soumise à des chargements violents. Des simulations éléments finis ont permis de montrer que la propagation brutale de fissure était le phénomène dimensionnant pour la prolongation de durée de vie d'une tour d'éolienne fissurée.Pour s'assurer de l'intégrité des structures des techniques de suivi de santé ont été développées. Celles-ci sont en général réalisées à partir de capteurs extrapolant un état de santé global à partir de données locales (accéléromètres, jauges de déformations). Le risque est qu'un défaut reste invisible mais soit tout de même critique pour la structure. Il est donc essentiel de revisiter les outils de prédiction à partir de données de sites relatives à l’endommagement de la tour et des structures les supportant. Dans le cadre de ce travail de thèse des méthodes basées sur l'imagerie et plus particulièrement la Corrélation d'Images Numériques (CIN) ont été développées. Pour aborder le problème, deux approches à différentes échelles ont été considérées.La première, à l’échelle structurale, consiste à reconstruire le champ de déplacement de l'éolienne vue comme une structure unidimensionnelle. La présence d'un défaut induira une perte de raideur latérale, et donc une (quasi-)discontinuité dans le champ de rotation. Les défis relatifs à cette partie sont doubles : l'absence de contraste sur la tour et la prise de photos en extérieur sur une grande structure. Une technique de CIN intégrée a été utilisée afin de diminuer le nombre d'inconnues du problème et réduire les incertitudes de mesures. Il a été montré que l'influence d'un défaut, plus particulièrement d'une fissure, serait trop faible par rapport aux incertitudes de mesures. Cependant, suivant cette approche, une méthode innovante d'analyse modale de tour d'éolienne a été développée et les deux premières fréquences propres ont pu être déterminées avec précision.La seconde est une stratégie de contrôle de la structure à l'échelle mésoscopique. Celle-ci se base sur un dispositif de caméras bon marché à l'intérieur de l'éolienne couvrant les soudures circonférentielles au niveau des zones de plus fortes contraintes. L'idée est d'établir pour chaque caméra lorsque la structure est considérée comme saine une base modale de déplacement caractéristique de cet état grâce à des techniques de réduction de modèle. Au cours du temps, si un défaut sous-jacent ou traversant apparait, celui-ci induira une perturbation du champ de déplacement qui pourra être détectée à l'aide d'indicateurs globaux tels que l'écart en déplacement ou les résidus de corrélation.Afin de déterminer si la détection d'un défaut aux deux échelles est faisable ou non, la prise en compte de l'incertitude de mesure en regard de l'influence d'un défaut est primordiale. Alors, un cadre mathématique de la CIN optimale à N champs a été proposé et validé
Wind turbine technology is mature and the market has become very competitive over time. A lever to reduce the costs of wind turbine operation lies in optimizing turbine maintenance. In this context, this study focuses on the wind turbine tower. The lifetime of the tower is influenced by uncertain parameters related to the environment and material hazards. This makes it very difficult to predict the tower lifetime, and large safety factors are used when dimensioning it. However, around the world, a few wind turbines have already collapsed, each time during extreme climatic episodes. The two identified ruin causes are the local buckling of the tower and the tearing off of its upper part. Academic and industrial sources have also reported the discovery of cracks on some turbines at the weld-material interfaces. An investigation of the criticality of a crack with respect to buckling and its fatal propagation has been carried out in the case where the tower is subjected to violent loads. Finite element simulations showed that the fatal crack propagation was the limiting phenomenon for the life extension of a cracked wind turbine tower.To ensure structural integrity, health monitoring techniques were developed over time. These are generally carried out using sensors extrapolating a global state of health from local data (accelerometers, strain gauges). The risk is that a defect remains invisible but is nevertheless critical for the structure. It is therefore essential to revisit the prediction tools based on site data. Within the framework of this work, methods based on imagery and more particularly Digital Image Correlation (DIC) have been developed. To address the problem, two approaches at different scales have been considered.The first, at structural scale, consists in reconstructing the wind turbine displacement field considered as a one-dimensional structure. The presence of damage will induce a loss of lateral stiffness, and thus a (quasi-)discontinuity in the field of rotation. The challenges for this part are twofold: the lack of contrast on the tower and the capture of outdoor photographs on a large structure. An integrated DIC technique was used in order to reduce the number of unknowns in the problem and to lower the measurement uncertainties. It was shown that the influence of a damage, especially a crack, would be too small regarding the measurement uncertainties. However, an innovative method of wind turbine tower modal analysis was developed and the first two natural frequencies could be determined accurately.The second strategy is focused on a mesoscopic scale. It is based on a low-cost camera system, inside the wind turbine, covering the circumferential welds in the regions of highest stress. The idea is to establish for each camera, when the structure is considered sound, a displacement modal basis using model reduction techniques. Over time, if an underlying or through defect appears, it will induce a disturbance in the displacement field which can be detected using global indicators such as displacement deviation or DIC residuals.In order to determine whether the detection of damage at both scales is feasible or not, it is essential to take into account the measurement uncertainty. Therefore, a mathematical framework of the optimal CIN with N fields has been proposed and validated

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Garcia, Vergara Mauricio. "Impulsions électromagnétiques dans des milieux ultra-dispersifs nanostructurés : une approche théorique et numérique." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0301/document.

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Abstract:

L’étude de l’interaction entre une impulsion électromagnétique et un matériau dispersif est un vieux sujet qui remonte au moins au tournant du vingtième siècle avec Sommerfeld et Brillouin. Depuis lors, de nombreux scientifiques ont apporté leur contribution mais il reste un certain nombre de questions, y compris dans des domaines supposés complètement défrichés. Le but de cette thèse est d’aborder, de la manière la plus systématique qui soit, les problèmes les plus emblématiques du domaine de ce qu’il est convenu d’appeler “l’électrodynamique classique dans la matière”. Dans un premier temps, nous avons cherché à répondre à la question simple et fondamentale suivante: un certain nombre de points expérimentaux étant donnés trouver une procédure qui permette d'obtenir un modèle analytique pour la permittivité. Maintenant équipé d’un modèle phénoménologique pour la permittivité, on s’attache à déterminer les caractéristiques essentielles liées à la propagation d’une impulsion électromagnétique dans un milieu arbitrairement dispersif. Après quoi, nous changeons de dimension en nous attaquant aux problèmes tridimensionnels. Nous commençons par l’étude du champ électromagnétique diffusé par une particle chargée ponctuelle oscillant à une fréquence fixe donnée, et placée à côté d’un objet. La dernière partie est une partie plus pratique où l'on aborde des problèmes qui touchent à la technologie. Chercher les résonances de structures ouvertes n’est pas une mince affaire et met en scène des résonances dans le plan complexe. Ici on détermine à la main les QNM (Quasi-Normal Modes) d’une cavité Fabry-Pérot
The study of the interaction between electromagnetic pulses with dispersive and possible passive materials has a long tradition that can be traced, at least, to the works of Sommerfeld and Brillouin. As time has passed many scientist have contribute to a better understanding of this kind of phenomena. However some well established concepts need to be revisited and some questions remain open. The aim of this thesis is then, to tackle in a very systematic way, some of the most representative problems in this area that has been called “classical electrodynamics in matter”: I) We have developed a mathematical procedure that allows to find analytical models that in the frequency domain fulfils two fundamental physical properties: reality in time domain and causality. II) Our second task is to determine the velocity of an electromagnetic pulse that propagates in a highly dispersive medium. III) The problem of describing the electromagnetic field generated by an oscillating charge and itsinteraction with some dispersive 3D-object is also studied. The first part deals with the pure description of an EM field generated by arbitrary charge density $\rho$ and corresponding current density $j$. Second part is related to the interaction of this polyharmonic EM field and a dispersive object (a sphere). IV) Finding the resonant frequencies and consequently the resonant modes is a well known problem in physics, when the fields are not strictly confined and can leak to the whole universe we can say that we are dealing with Quasi Normal Modes (QNMs). In this thesis we give a brief and straightforward way of deriving the QNMs of a Fabry-Perot cavity

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Lemonsu, Aude. "Modélisation des processus de surface et de la couche limite en milieu urbain." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30140.

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Bressoux, Richard. "Phénomènes de transport de la lumière dans les milieux non linéaires." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10080.

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Abstract:

Ce memoire est compose de deux parties independantes : la premiere partie est consacree a l'etude du transport d'energie lumineuse dans un gaz de photons. Dans un milieu materiel homogene, infini et en regime non lineaire, les photons subissent des interactions-appelees processus parametriques optiques- qui sont analogues aux processus normaux pour les phonons. Les photons subissent egalement des processus de type umklapp lorsque des diffuseurs sont presents dans le milieu ou lorsque l'on considere des cristaux photoniques non lineaires. Cette analogie entre processus d'interaction permet de transposer la theorie du second son pour l'helium liquide a l'optique non lineaire. Nous avons alors montre que les equations macroscopiques de transport pour l'energie et l'impulsion dans le fluide photonique sont comparables aux equations de navier stokes de la mecanique des fluides. En application, nous avons etudie succintement la propagation d'une onde de choc dans le milieu et de facon plus complete le transport d'energie dans un capillaire. La seconde partie concerne l'etude des correlations de l'intensite transmise et de l'intensite reflechie par un milieu desordonne et non lineaire. La fonction de correlation non lineaire pour la figure de speckle est definie puis calculee a l'aide d'une methode perturbative pour un regime faiblement non lineaire. Une longueur caracteristique qui depend a la fois des proprietes du desordre et des caracteristiques non lineaires du milieu, est alors introduite. Cette longueur permet d'interpreter les effets des non linearites par analogie avec des situations lineaires classiques : correlations en fonction de la frequence de l'onde lumineuse ou correlations en presence d'absorption. Elle permet egalement de proposer pour la fonction de correlation une formulation plus complete qui va au dela du premier terme pertubatif. Enfin, nous avons donne une nouvelle expression pour le cone de retrodifussion de la lumiere en regime non lineaire.

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Drouin, Marie. "Modélisation des écoulements turbulents anisothermes en milieu macroporeux par une approche de double filtrage." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0066/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur la modélisation d'écoulements turbulents anisothermes dans des milieux macroporeux. Ce problème intéresse de nombreux domaines : échangeurs de chaleur, réacteurs nucléaires, canopées... Notre objectif est de modéliser des écoulements traversant une structure solide selon un approche multi-échelle. L'utilisation d'un opérateur de moyenne spatiale permet ainsi d'obtenir une description homogénéisée des écoulements, tandis que l'aspect turbulent est traité grâce à un opérateur de moyenne statistique. Au cours du processus de moyenne, une partie des informations sur l'état microscopique est perdue. Cela se traduit, à l'échelle macroscopique, par l'apparition de termes inconnus liés à la turbulence (contraintes de Reynolds) et à la présence de la matrice solide (dispersion). C'est sur ces termes de dispersion présents dans les équations macroscopiques de quantité de mouvement et de la température que porte notre travail. Nous proposons un modèle de dispersion thermique qui permet de prédire de façon satisfaisante l'évolution de la température moyenne du fluide pour des écoulements à l'équilibre hydraulique présentant de forts gradients de température ou de flux thermique à la paroi. De plus, un modèle macroscopique de température de paroi basé sur le modèle de température moyenne est dérivé. Il permet de prédire avec précision l'évolution de la température de paroi pour des écoulements hors équilibre thermique. Afin de pouvoir traiter aussi des cas hors équilibre hydraulique, un modèle macroscopique de turbulence est proposé. Une analyse physique détaillée des transferts énergétiques a montré que c'est l'énergie dispersive qui permet de caractériser le déséquilibre hydraulique. Un modèle de turbulence prenant en compte les déséquilibres d'énergie dispersive a donc été dérivé. Il permet de prédire de façon satisfaisante la dynamique d'établissement d'écoulements entrant dans des canaux et de fournir des conditions aux limites précises à la sortie des canaux. Enfin, nous proposons un modèle dynamique pour le tenseur de dispersion basé sur l'énergie dispersive et la dissipation associée
This works deals with the modelling if anisothermal turbulent flows in macroporous media. This topic concerns many practical applications such as heat exchangers, nuclear reactors, canopies... Our aim is to model flows through porous matrices by means of a multi-scale approach. A macroscopic description of the flows is obtained thanks to a spatial average operator, while a statistical average operator is used to handle turbulence. The successive application of both filters leads to a loss of information. Therefore, at macroscopic scale, unknown contributions linked to turbulence (Reynolds stresses) and the presence of the solid matrix (dispersion) appear. We focus on dispersion terms. We propose a thermal dispersion model for hydrodynamically established flows. Mean temperature predictions obtained with this model are very accurate for channel flows with strong temperature and wall heat flux gradients. We also derive a wall temperature model based the mean temperature model. It gives good macroscopic results for thermally developping flows. In order to be able to simulate hydrodynamically developping flows, a turbulence model is needed. A two-scale analysis of energy transfers within the flow shows that the dynamic behaviour of unbalanced flows can be described using the dispersive kinetic energy. A turbulence model that accounts for dispersive energy is derived. It predicts very well the dynamics of a flows near a channel inlet and provides accurate boundary conditions for exit flows. Finally, a dynamic model based on the dispersive energy and its dissipation rate is proposed for the dispersion tensor

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Litaize, Olivier. "Contribution a la determination de l'albedo doublement differentiel en angle et en energie des neutrons. Application a la propagation dans les milieux lacunaires." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1999. http://www.theses.fr/1999STR13038.

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Abstract:

Cette these concerne l'etude de la propagation des neutrons par reflexion sur les interfaces vide-matiere d'un milieu lacunaire dans le but de maitriser le risque d'irradiation directe. La methode la plus efficace pour modeliser ce type de propagation consiste a utiliser des coefficients de reflexion (albedos). Lors d'une simple reflexion sur une paroi, des albedos simplement differentiels en angle suffisent pour evaluer une dose. Le code narcisse3 procede de cette maniere en utilisant une formulation sommaire des albedos. Le traitement des multiples reflexions necessite la connaissance du spectre apres reflexion. Cette information energetique est contenue dans les albedos doublement differentiels (en angle et en energie). La premiere phase du travail consiste a generer ces albedos pour differents materiaux. La methode de monte carlo a ete retenue parmi d'autres et un nouvel estimateur a ete developpe et valide au sein du code de transport monte carlo tripoli4. Cet estimateur repose sur la simulation du cheminement des neutrons dans la matiere, pour calculer en chaque point de collision la probabilite de reflexion doublement differentielle. La seconde phase consiste a mettre au point un module d'interpolation des albedos generes sous forme de bibliotheques. Le module d'interpolation et les bibliotheques ont ete implementes dans une version modifiee du code narcisse. Des comparaisons de spectre et de dose entre codes ont ete effectuees et ont permis de valider les albedos. Ces albedos doublement differentiels de neutrons permettent d'envisager l'etude de la propagation des neutrons par multireflexions et de calculer finement des debits d'equivalent de dose dus aux reflexions de neutrons.

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Labat, Jean-Philippe. "Dynamique et modelisation d'un echelon trophique de l'epibenthos des sables de l'infralittoral, philocheras trispinosus (caridea : decapoda), region de banyuls-sur-mer." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066461.

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Abstract:

Etude de la dynamique de population de p. C. Pour preciser son role dans les transferts energetiques du comportement benthique des sables infralittoraux. Un modele simule la cinetique de la structure des tailles de la population au cours du cycle annuel. Les evolutions de la production et de la biomasse sont estimees au cours du temps et les variations des differents elements du bilan energetique de la population suivies. P. T. Represente un echelon important du transfert d'energie, caracterise par une faible biomasse et une forte productivite

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Vidal, García Alba. "Modeling and interpretation of the ultraviolet spectral energy distributions of primeval galaxies." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066667/document.

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Abstract:

Je combine de nouveaux modèles de production de radiations stellaires et de transport radiatif à travers le milieu interstellaire (MI). Cela permet de caractériser les étoiles ainsi que le MI neutre et ionisé dans des galaxies formant des étoiles (GFE), via des raies ultraviolettes dans leur spectre. J'évalue la fiabilité des modèles stellaires en ajustant dans l'ultraviolet les indices d'absorption mesurés dans les spectres stellaires de 10 amas d'étoiles dans le Grand Nuage de Magellan. Je montre que négliger l'échantillonnage stochastique de la fonction de masse initiale stellaire de ces amas jeunes et peu massifs a une faible influence dans l'estimation d'âge et de métallicité, mais peut entraîner une surestimation significative des estimations de leur masse. Ensuite, je développe une approche basée sur une description épurée des principales caractéristiques du MI, afin de calculer de manière auto-cohérente l'influence combinée de l'émission et de l'absorption de ce milieu dans le spectre ultraviolet des GFE. Ce modèle tient compte du transport radiatif aussi bien à travers les couches intérieures ionisées, qu'à travers les couches extérieures neutres des nuages de formation d'étoiles ainsi que le milieu diffus entre ces nuages. J'utilise cette approche pour étudier la signature enchevêtrée des étoiles, du milieu neutre et du milieu ionisé dans les spectres ultraviolets des GFE. J'obtiens que la plupart des indices stellaires dans l'ultraviolet sont susceptibles de présenter une contamination par le MI qui augmente avec la métallicité. Enfin, j'identifie des raies d'émission et d'absorption interstellaires pouvant discriminer efficacement les différentes phases du MI
I combine state-of-the-art models for the production of stellar radiation and its transfer through the interstellar medium (ISM) to investigate ultraviolet-line diagnostics of stars, the ionized and the neutral ISM in star-forming galaxies. I start by assessing the reliability of the stellar population synthesis modelling by fitting absorption-line indices in the ISM-free ultraviolet spectra of 10 Large-Magellanic-Cloud clusters. In doing so, I find that neglecting stochastic sampling of the stellar initial mass function in these young low-mass clusters affects negligibly ultraviolet-based age and metallicity estimates but can lead to significant overestimates of stellar mass. Then, I develop a simple approach, based on an idealized description of the main features of the ISM, to compute in a physically consistent way the combined influence of nebular emission and interstellar absorption on ultraviolet spectra of star-forming galaxies. My model accounts for the transfer of radiation through the ionized interiors and outer neutral envelopes of short-lived stellar birth clouds, as well as for radiative transfer through a diffuse intercloud medium. I use this approach to explore the entangled signatures of stars, the ionized and the neutral ISM in ultraviolet spectra of star-forming galaxies. I find that, aside from a few notable exceptions, most standard ultraviolet indices defined in the spectra of ISM-free stellar populations are prone to significant contamination by the ISM, which increases with metallicity. I also identify several nebular-emission and interstellar-absorption features, which stand out as particularly clean tracers of the different phases of the ISM

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Lara, Moreno Miguel. "Etude des mécanismes possibles de formation et de destruction d'anions dans le milieu interstellaire." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0220/document.

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Abstract:

L’étude des mécanismes de formation et de destruction des anions moléculaires est devenu un champ d’intérêt prononcé après la détection récente de six anions moléculaires (C4H-, C6H-, C8H-, CN-, C3N-, C5N-) dans le milieu interstellaire.Dans les environnements interstellaires où la densité d’électrons est relativement importante, le canal principal de formation de ces anions devrait être l’attachement électronique radiatif. Mais il manque aujourd’hui des données expérimentales et théoriques permettant d’évaluer cette hypothèse. D’autre part, le photodétachement est la principale cause de destruction de ces anions dans les nuages diffus et les régions de photodissociation. Une approche basée sur un développement monocentrique est appliquée à l’étude de ces deux processus opposés que sont le photodétachement et l’attachement électronique radiatif. Les résultats obtenus avec la présente méthode sont comparés à des données expérimentales et théoriques précédemment rapportées et montrent un bon accord. Cette méthode est ensuite utilisée pour déterminer les constantes de vitesse nécessaires pour confirmer si ces mécanismes sont cruciaux pour la chimie d’anions interstellaires. En plus des constantes de vitesse de formation et de destruction des anions, les constantes de vitesse d’excitation collisionnelle sont nécessaires pour modéliser les abondances observées des anions. Nous avons choisi de porter notre effort sur le calcul des constantes de vitesse de transition entre états rotationels de la molécule C3N- dans son état vibrationnel fondamental lors des collisions avec H2 et He en utilisant de nouvelles surfaces d’énergie potentielles
The mechanisms of formation and destruction of molecular anions have become a field of special interest after the recent detection of six molecular anions (C4H-,C6H-, C8H-, CN-, C3N-, C5N-) in the interstellar medium. The main channel of formation of these anions is expected to be radiative electron attachment in environments where the density of electron is relatively important. There is however at themoment a lack of experimental and theoretical data allowing to assess this hypothesis. Photodetachment, on the other hand, is the main source of destruction of the anions in diffuse clouds and photodissociation regions. A single center expansion approach is applied to the study of both processes: photodetachment and radiative electron attachment. The results obtained with the present method are compared to previously reported experimental and theoretical data and show a good agreement.This method is then employed to determine the rate constants which are needed to confirm whether or not these mechanisms are crucial for the chemistry of the interstellar anions. Along with the formation and destruction rates, rotational excitation rate coefficients are needed to accurately model the observed anions abundances.We focus on the calculation of state-to-state rotational transitions rate coefficients of the C3N- molecule in its ground vibrational state in collisions with H2 and He using new potential energy surfaces

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Zabiba, Mohammed. "Variational approximation of interface energies and applications." Thesis, Avignon, 2017. http://www.theses.fr/2017AVIG0419/document.

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Abstract:

Les problèmes de partition minimale consistent à déterminer une partition d’un domaine en un nombre donné de composantes de manière à minimiser un critère géométrique. Dans les champs d’application tels que le traitement d’images et la mécanique des milieux continus, il est courant d’incorporer dans cet objectif une énergie d’interface qui prend en compte les longueurs des interfaces entre composantes. Ce travail est focalisé sur le traitement théorique et numérique de problèmes de partition minimale avec énergie d’interface. L’approche considérée est basée sur une approximation par Gamma-convergence et des techniques de dualité
Minimal partition problems consist in finding a partition of a domain into a given number of components in order to minimize a geometric criterion. In applicative fields such as image processing or continuum mechanics, it is standard to incorporate in this objective an interface energy that accounts for the lengths of the interfaces between components. The present work is focused on thetheoretical and numerical treatment of minimal partition problems with interface energies. The considered approach is based on a Gamma-convergence approximation and duality techniques

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Fontaine, Antoine. "De la source à la ressource : Territoires, héritages et coopération autour de la valorisation de l'énergie solaire en Rhône-Alpes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAH006/document.

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Abstract:

Cette recherche s’intéresse à la construction des ressources énergétiques renouvelables et, chemin faisant, à celle de la soutenabilité de la transition énergétique dans la filiation des travaux de la nouvelle géographie des ressource (Bridge, Castree). La thèse défendue est que la ressource énergétique émerge d’un ensemble de relations construites entre une source d’énergie et une perspective de valeur qui lui est progressivement associée. Ainsi, les qualités de la ressource énergétique ne sont pas données par les caractéristiques physiques de la source d’énergie (e.g. le rayonnement solaire abondant et diffus) mais par les relations (matérielles, sociales et spatiales) qui se tissent autour de cette source pour l’associer à des matérialités (e.g. le réseau électrique, la toiture, le paysage) dans une perspective de valorisation. En cela, la soutenabilité des énergies renouvelables est présentée comme une qualité relationnelle qui émerge en même temps que se structure le « milieu associé » (Simondon) de projets photovoltaïques.La thèse s’organise autour d’une enquête sur l’émergence de projets photovoltaïques coopératifs (i.e. les centrales villageoises), en région Rhône Alpes, qui proposent de construire la ressource solaire de manière collective et multidimensionnelle (e.g. paysage, partage de valeur), dans le contexte du début des années 2010. L’enquête montre que ces projets se nourrissent des héritages (e.g. des réseaux d’acteurs, de compétences, de visions politiques) d’un ensemble de projets énergétiques pionniers développés en Rhône-Alpes des années 1970 aux années 1990, héritages grâce auxquels ces collectifs apprennent à composer avec une politique nationale du photovoltaïque qui leur est peu favorable. Leur contribution à la construction de ressources solaires soutenables repose sur la capacité de ces collectifs à constamment s’adapter pour dépasser les épreuves qu’ils rencontrent
This research deals with the construction of renewable energy resources, and along the way, the construction of the energy transition sustainability in the wake of the new geography of resources (Bridge, Castree). It is argued that an energy resource emerges from a set of relations woven between an energy source and a value perspective progressively associated to it. Thus, resource qualities are not given by the physical characteristics of the energy source (e.g. the diffuse and abundant solar radiation) but by the relations (material, social, spatial) woven around this source to associate it to several materialities (e.g. the electric grid, the roofs, the landscape) in order to construct its value. Within this framework, the energy resources sustainability is presented as a relational quality that emerges while the “associated milieu” (Simondon) of photovoltaic projects is structured.The thesis is organized around an inquiry about the emergence within the Rhône-Alpes region of photovoltaic cooperative projects (i.e. the “centrales villageoises”) that try to construct the solar energy resource in a collective and multidimensional manner (e.g. landscape, value redistribution) in the context of the early 2010s. The inquiry underlines that these projects relies on heritages (e.g. networks of actors, skills and political visions) from a series of pioneering energy projects developed in Rhône-Alpes between the 1970s and the 1990s. Through these heritages, the collectives learn to deal with a national photovoltaic policy that does not seem favourable for them. Their contribution to the construction of sustainable energy resources rests on the ability of these collectives to constantly adapt themselves to overcome the many trials they face

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Pérez, Frédéric. "Étude du transport des électrons suprathermiques en milieu solide ou comprimé dans le cadre de l'allumeur." Phd thesis, Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/55/65/33/PDF/these_Perez.pdf.

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Abstract:

On trouve sur la plateforme de thèse en ligne Tel le résumé suivant en français : Le concept de fusion par confinement inertiel (FCI) est aujourd'hui largement étudié. Il s'agit de comprimer et chauffer brièvement une petite capsule sphérique remplie de combustible, à l'aide de lasers extrêmement énergétiques. Depuis une quinzaine d'année, la technique d'allumage rapide (AR) propose de faciliter le chauffage de ce combustible en ajoutant un faisceau de particules - des électrons générés par un laser ultra-intense - au moment exact où la compression de la capsule est maximale. La présente thèse constitue une étude expérimentale de ces faisceaux d'électrons générés par lasers picosecondes. Nous présentons des nouveaux résultats sur les caractéristiques de ces électrons après leur accélération par laser (énergie, divergence, etc. ) ainsi que sur leur interaction avec la matière qu'ils traversent, qu'elle soit solide ou comprimée. Les résultats expérimentaux exposés révèlent différentes facettes de ces électrons rapides créés par laser, et leur analyse nous a permis de progresser dans la compréhension de certains mécanismes : comment ils sont injectés à l'intérieur de la matière solide, comment mesurer leur divergence, et comment ils peuvent être automatiquement collimatés à l'intérieur de la matière comprimée
On trouve sur la plateforme de thèse en ligne Tel le résumé suivant en anglais : The inertial confinement fusion (ICF) concept is widely studied nowadays. It consists in quickly compressing and heating a small spherical capsule filled with fuel, using extremely energetic lasers. Since approximately 15 years, the fast-ignition (FI) technique has been proposed to facilitate the fuel heating by adding a particle beam - electrons generated by an ultra-intense laser - at the exact moment when the capsule compression is at its maximum. This thesis constitutes an experimental study of these electron beams generated by picosecond-scale lasers. We present new results on the characteristics of these electrons after they are accelerated by the laser (energy, divergence, etc. ) as well as their interaction with the matter they pass through. The experimental results are explained and reveal different aspects of these laser-accelerated fast electrons. Their analysis allowed for significant progress in understanding several mechanisms: how they are injected into solid matter, how to measure their divergence, and how they can be automatically collimated inside compressed matter

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Al, Zohbi Fatima. "Etude de Polyanilines et de nanocomposites Polyaniline/Graphène en milieu liquide ionique protique pour la réalisation de supercondensateurs." Thesis, Tours, 2016. http://www.theses.fr/2016TOUR4026/document.

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Abstract:

Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont porté sur la réalisation de polymères conducteurs de type polyaniline et de leurs composites associés à du graphène en vue d’une utilisation en tant que matériaux d’électrodes dans des dispositifs de stockage d’énergie de type supercondensateurs. Les travaux se sont tout d’abord orientés sur la synthèse de nouveaux liquides ioniques protiques (LIP) associant des cations pyrrolidinium (Pyrr+) et imidazolium (Imi+) avec des anions p-toluène sulfonate (PTS-), hydrogénosulfate (HSO4-) ou (+)-camphre-10-sulfonate (Cs-), et de l’étude de leur propriétés physico-chimiques (conductivité, viscosité) dans des mélanges binaires LIP/eau. Après avoir déterminé les formulations permettant d’atteindre les propriétés de transport optimales, les capacitances spécifiques de la Pani/HCl dans ces milieux LIP ont été déterminées et nous avons montré que les performances de dispositifs symétriques sont améliorées en capacitance, énergie et en puissance (400 F/g, 7 Wh.kg-1 et 4 kW.kg-1 pour les valeurs les plus élevées) par rapport à un milieu H2SO4 1M. Ces milieux LIP ont également été utilisés comme milieu de synthèse de la Pani. Nous avons ainsi montré que la nature des LIP, qui sont des milieux nanostructurants, pouvait modifier les propriétés électroniques, morphologiques et thermiques des Pani. Un optimum de conductivité électronique de la Pani (22 S/cm) a été atteint avec une synthèse réalisée dans le mélange binaire [Imi][HSO4]/eau 70/30 (pourcentage massique) générant une morphologie fibrillaire et une bonne cyclabilité (93% de rétention de capacitance sur 1000 cycles dans H2SO4 1M. Des valeurs de près de 400 F/g ont été obtenues dans le mélange [Pyrr][HSO4]/eau 41/59 optimisé. Dans le cas de la synthèse de la Pani réalisée dans [Pyrr][PTS]/eau, un gain en stabilité thermique (360°C) est obtenu grâce au dopage par l’anion PTS-. Finalement, une étude exploratoire sur la préparation de composites Pani/graphène et Pani/oxyde de graphène a été réalisée. Les synthèses des nanocomposites ont été effectuées dans les mélanges LIP/eau. L’optimisation de la composition du composite a été étudiée et indique que des rapports massiques de graphène ou oxyde de graphène d’environ 15% permettent d’atteindre des performances de stockage prometteuses et exaltées par rapport à celles obtenues pour des Pani sans graphène
The work carried out during this PhD thesis is based on the preparation of conducting polymers such as polyaniline (Pani) and their composites associated with graphene for use as electrode materials for supercapacitors application. This work was first dedicated to the synthesis of new protic ionic liquids (PILs) combining pyrrolidinium (Pyrr+) or imidazolium (Imi+) cations with p-toluene sulfonate (PTS-), hydrogen sulfate (HSO4-) or (+)-camphor-10-sulfonate (Cs-) anion, and the study of their physico-chemicals properties (conductivity, viscosity) in binary mixtures PILs/water. After determining the formulations needed to achieve the optimum of transport properties, the specific capacitance of Pani/HCl in these PILs medium was determined, and we have shown that the performance of symmetrical devices are improved in capacitance, specific energy and specific power (400F/g, 7Wh/kg and 4kW/kg for the higher values) in comparison to those obtained in a H2SO4 1M medium. These PILs mediums were also used as a synthesis medium of Pani. We have shown that the nature of PILs, acting as soft template, could change the electronic, morphological and thermal properties of Pani. An optimum of electronic conductivity of Pani (22 S/cm) was obtained with a synthesis realized in the binary mixture [Imi][HSO4]/water 70/30 generating a fibrillar morphology and a good cyclability (93% capacitance retention over 1000 cycles in H2SO4 1M at 2 A/g). For Pani synthesis in [Pyrr][PTS]/water, a thermal stability gain (360 °C) is obtained thanks to a PTS- doped Pani. Finally, a preliminary study on the preparation of composite Pani/graphene and Pani/graphene oxide was performed. The syntheses of nanocomposites were realized in PILs/water mixtures. The optimization of the composition of the Pani nanocomposites was studied and it was found that a mass ratio of about 15% in weight of graphene or graphene oxide enables to obtain promising nanomaterials with higher electrochemical performances compared with pristine Pani

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Loucif, Abdelhalim. "Caractérisation photoélectrochimique des oxydes formés sur alliages base nickel en milieu primaire des réacteurs à eau pressurisée." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00842998.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux propriétés semi-conductrices des oxydes formés sur les alliages base nickel en milieu primaire des REP. L'objectif étant de mettre en évidence les effets de la pression partielle en hydrogène, de la nature de l'alliage et de l'état de surface sur les types de semi-conductions et les énergies de bandes interdites. La technique photoélectrochimique a été employée pour caractériser ces propriétés semi-conductrices. D'autres techniques de caractérisation complémentaires ont été également utilisées telles que le MEB-FEG, la diffraction des rayons X, la spectroscopie Raman et l'XPS. Les essais de corrosion ont été effectués en milieu primaire simulé (autoclave en titane, température 325°C, durée 500 heures). Des échantillons d'alliages 600 et 690 de polissage 1 µm diamant, ont été oxydés aux P(H2) < 0,01 ; 0,3 et 6,5 bar. L'état de surface ne concernait que l'alliage 600 oxydé à P(H2) = 0,3 bar. Nous avons utilisé une nouvelle méthode d'ajustement numérique pour la détermination des gaps. Les résultats obtenus montrent que seule la pression d'hydrogène affecte le type de semi-conduction des oxydes présentés par les hautes énergies, il passe du type-n (P(H2) < 0,01) en type proche de l'isolant (P(H2) = 0,3 et 6,5 bar). Un comportement du type-n a été enregistré à basse énergie quels que soit les paramètres d'étude. Les énergies de bande interdites des oxydes NiO, Cr2O3 et NiFe2O4 ont été révélées.

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Batier, Cécile. "Confort thermique et énergie dans l’habitat social en milieu méditerranéen : d'un modèle comportemental de l’occupant vers des stratégies architecturales." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTS019/document.

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Abstract:

La performance énergétique des bâtiments peut être estimée grâce à la réalisation de simulations de thermique dynamique qui prennent en compte différentes hypothèses conventionnelles telles que celles définies dans la réglementation thermique 2012 (météo, occupation, consignes de température, usages de la fenêtre et du volet par les occupants, etc.). Les retours d’expériences dans les bâtiments énergétiquement performants mettent en évidence des écarts importants de consommations énergétiques entre les prévisions et les mesures in situ ainsi que des surchauffes estivales. D’après la communauté scientifique, même s’il existe de multiples facteurs pouvant expliquer ces écarts, l’occupant semble être l’élément le plus impactant. En effet, son action sur la fenêtre et le volet modifie le renouvellement d’air et la gestion des apports solaires. L’usage mais aussi la typologie de la fenêtre et du volet affectent donc les consommations énergétiques et le confort. L’objectif de notre étude est l’analyse de l’évolution thermique d’appartements occupés afin d'établir un modèle comportemental de l’occupant réel permettant de quantifier l’impact des modifications architecturales sur le confort thermique et les performances énergétiques des bâtiments. L’objet d’étude est un ensemble de deux résidences situées sur la commune de Vauvert (Gard, France) construites en 1969. De caractéristiques constructives identiques et suite à des rénovations similaires (V.M.C., chaudières, fenêtres), l’une d’entre elles a été récemment isolée thermiquement par l’extérieur. Une analyse sur une année des conditions thermiques réelles, du comportement individuel de l’occupant et des consommations d’énergie est menée sur la base d’enquêtes et par une instrumentation in situ dans les séjours de 13 appartements occupés. Elle nous permet de définir un modèle comportemental de l’occupant soit 32 combinaisons d’usage de la fenêtre et du volet qui peuvent être regroupées selon trois profils d’occupants (l’occupant « expert », l’occupant « actif » et l’occupant « contre-productif »). La modélisation fine des paramètres nécessaires pour les simulations de thermique dynamique réalisées avec Pléiades+COMFIE, aide à la compréhension de l’impact des stratégies architecturales sur le confort et les consommations énergétiques des bâtiments en milieu méditerranéen. L’analyse thermique des deux résidences (isolée et non isolée) montre, en hiver, des niveaux similaires de consommation pour un confort réduit dans la résidence non isolée. Cependant, en été, lors de pics de température, des surchauffes apparaissent dans la résidence isolée. Le comportement de l’individu a ainsi un rôle essentiel dans la limitation de l’inconfort d’été. Les analyses des mesures in situ montrent que des stratégies permettant le rafraîchissement des appartements ne sont pas toujours mises en place par les occupants. Des solutions architecturales atténuant le comportement contre-productif de l’individu sont finalement évaluées
The current design of energy-efficient buildings used to be performed by dynamic thermal simulations using conventional hypotheses like those of the 2012 French thermal regulations (weather reports, occupancy, temperature set, operations of windows and shutters by occupants, etc...). However, feedback highlights a great difference in energy consumption between forecasts on the one hand and in situ measurements in winter as well as overheating in summer on the other hand. According to the scientific community, even if many factors can account for this gap, the inhabitants seem to play a major role in it as well. Indeed, by acting on their windows and shutters, they modify the renewal rate of fresh air and the management of solar contributions. As the matter of fact, the use and the type of windows and shutters affect the energy consumptions and the comfort. The aim of this study is to analyse the thermal evolution of occupied apartments in order to establish a behavioral model of the occupants. This will allow us to quantify the impact of architectural modifications on the thermal comfort and the energy performances of buildings.Two residential buildings are investigated in Vauvert (a city in southern of France). Both of them were built in 1969 using the same constructive techniques and have lately been renovated in a similar way (CMV, boilers, windows). The only difference is that on the facade of one of them an external thermal insulation has recently been installed. The analysis of the real thermal conditions, of the actual human behavior and of the amount of energy consumed is built on surveys and on an extensive year-round in situ instrumentation in the living rooms of 13 apartments. It allows us to define a behavioral model of occupants based on 32 different combinations in the operations of windows and shutters. We can divide them into three occupants' profiles (the “expert” occupant, the “active” occupant and the “counterproductive” occupant). Digital Pléiades+COMFIE simulations are made in order to validate this model. The refined modeling of the dynamic thermal simulation parameters helps to understand the impact on the thermal comfort and the energy consumption of different architectural strategies in the Mediterranean area.In winter the thermal analysis of the two residential buildings (insulated and non insulated) shows similar levels of consumption, but a lower level of thermal comfort in the non insulated case. However during temperature peaks in summer, overheating appears in the insulated dwellings, but human behavior is the key to limit occupants’ discomfort. The analysis of in situ measurements shows that strategies to cool down the apartments are not always implemented by occupants. Architectural solutions mitigating “counterproductive” occupants’ behavior are finally examined

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Joubert-Garnaud, Carole. "Les énergies renouvelables dans l'agriculture de la Charente-Maritime : l'émergence en milieu rural d'un nouveau moteur du développement économique et social non dépourvu d'incidences sur l'environnement local." Phd thesis, Université de La Rochelle, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00576083.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la place nouvellement attribuée aux énergies renouvelables dans un département français encore largement rural, la Charente-Maritime, alors que commence à se poser, ici comme ailleurs, la question du changement climatique et celle de l'épuisement des énergies fossiles dans un contexte privilégiant de plus en plus la mise en place de mesures de protection de l'environnement. La thèse passe en revue les différentes énergies renouvelables d'ores et déjà produites et utilisées en Charente-Maritime ou dont la mise en œuvre est envisagée (hydroélectricité, solaire, éolien, énergie issue de la biomasse). Plusieurs exemples précis d'exploitations agricoles impliquées dans la production et la consommation de ces nouvelles énergies sont longuement présentés. La thèse s'intéresse également au potentiel de développement de ces énergies, à leurs retombées sur l'environnement et à la façon dont elles sont perçues, tant par les agriculteurs que les élus locaux, les responsables d'associations ou les habitants en général. Il apparaît clairement que la politique de développement des énergies renouvelables actuellement menée en Charente-Maritime est incitative, tout particulièrement en ce qui concerne l'énergie solaire et la biomasse énergie au profit desquelles les aides régionales et départementales sont importantes (mise en œuvre d'une filière locale bois - énergie dans le pays Saintonge Romane). Par contre, l'édification de parcs éoliens est freinée par les pouvoirs publics en raison de leur trop fort impact paysager dans un département à vocation touristique affirmée. La thèse montre, en fin de compte, que le bilan environnemental que l'on peut tirer de toutes ces innovations apparaît mitigé : le recours aux énergies renouvelables réduit un peu la dépendance des campagnes charentaises à l'égard des énergies fossiles, mais l'impact environnemental direct de ces nouvelles sources d'énergie apparaît ambigu et pour le moins contrasté. L'étude, quoique conduite dans un cadre territorial relativement restreint, est néanmoins largement représentative des transformations en cours dans les campagnes françaises, voire européennes, les particularités locales et nationales ayant été clairement soulignées.

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Itawi, Ahmad. "Dispositifs photoniques hybrides sur Silicium comportant des guides nano-structurés : conception, fabrication et caractérisation." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112363/document.

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Abstract:

Le contexte de cette thèse couvre les dispositifs photoniques hybrides III-V sur silicium. L’étude porte sur l’intégration par collage de matériau à base d'InP sur le silicium, puis la conception d’un guide optique comportant une nanostructuration qui permettra la sélection en longueur d’onde dans un laser DFB hybride. Enfin, on étudie les étapes technologiques de fabrication d’un laser hybride injecté électriquement fonctionnant dans le domaine spectral 1.55µm, et on caractérise les dispositifs. Pour associer les matériaux III-V sur Si, nous avons développé le collage sans couche intermédiaire que l’on nomme collage hétéroépitaxial ou oxide-free. Ce collage est reporté dans la littérature comme présentant une meilleure qualité électrique. Nous avons établi les conditions de préparation permettant d’obtenir des surfaces parfaitement désoxydées, et les conditions de recuit conduisant à une interface hybride sans oxyde et sans dislocation. Mais ce recuit est réalisé à température assez élevée (~450-500°C). Nous avons alors développé le collage avec une fine couche intermédiaire d’oxyde réalisé à plus faible température -300°C- qui présente l'avantage d'être compatible avec la technologie CMOS. Nous avons étudié différentes approches pour élaborer et activer une couche d’oxyde très fine (~3nm), de façon à obtenir une surface collée sans zones localement non collées. Le collage est dans les deux cas réalisé sous vide dans un équipement de type Bonder Suss SB6e. La qualité structurale de l’interface a été observée par STEM et la qualité mécanique du joint de collage a été caractérisée par indentation. Une méthode originale de mesure quantitative et locale de l’énergie du joint de collage a été développée. La qualité optique des couches collées a été étudiée par la mesure de la photoluminescence de puits quantiques placés proches du joint d’interface. En conséquence du collage sans couche intermédiaire ou avec une couche très fine, le design du mode optique est de type double-cœur, qui ne nécessite pas de taper. Le guide optique Si est de type shallow ridge, le confinement latéral étant assuré par un matériau nanostructuré à une période sub-longueur d’onde. Ce matériau fonctionne comme un matériau effectif uniaxe pour lequel on a calculé les indices optiques ordinaire et extraordinaire selon la géométrie de la nanostructuration. On peut rajouter sur cette nanostructuration une super-périodicité qui conduit à un fonctionnement sélectif en longueur d’onde. Le comportement modal du guide est simulé à l'aide du logiciel COMSOL Multiphysics, le comportement spectral est simulé par FTDT 3D. Nous avons validé la pertinence de ce design en mesurant la transmission de guides hybrides. Ce design sera inclus dans un laser et permettra d’obtenir une émission monofréquence de type DFB. Nous avons développé les étapes technologiques nécessaires à la fabrication d’un laser hybride à base d'InP sur Silicium fonctionnant en injection électrique. Nous avons mis en oeuvre de nombreuses techniques, et développé plusieurs procédés spécifiques, en particulier, des procédés de gravure sèche de type Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching ICP-RIE pour la gravure de la nanostructuration dans le silicium, et pour la gravure du mésa du laser. La présence des 2 matériaux III-V et Si dans le dispositif hybride rend ces étapes complexes. Les premiers résultats peuvent être améliorés en optimisant la technologie des contacts. Un design permettant de s’affranchir de la pénalité thermique présenté par tous les dispositifs ayant les 2 contacts électriques du coté du matériau III-V a été proposé, exploitant le passage du courant à l’interface hybride III-V / Si, ce qui est possible dans le cas du collage oxide-free. Cette approche ouvre des perspectives d’intégration au-delà de la photonique
This work contributes to the general context of III-V materials on Silicon hybrid devices for optical integrated functions, mainly emission/amplification at 1.55µm. Devices are considered for operation under electrical injection, reaching performances relevant for data transfer application. The main three contributions of this work concern: (i) bonding InP-based materials on Si, (ii) nanostructuration of the Si guiding layer for spatial and spectral control of the guided mode and (iii) technology of an hybrid electrically injected laser, with a special attention to the thermal budget. Bonding has been investigated following two approaches. The first one we call heterohepitaxial or oxide-free bonding, is performed without any intermediate layer at a temperature ~450°C. This approach has the great advantage allowing electrical transport across the interface, as reported in the literature. We have developed oxide-free surface preparation for both materials, mainly InP-based layers, and established bonding parameter processing. An in-depth STEM and RX structural characterization has demonstrated an oxide-free reconstructed interface without any dislocation except on one or two atomic layers which accommodate the large lattice mismatch (8.1%) between InP and Si. Photoluminescence of quantum wells intentionally grown close to the interface has shown no degradation. We have also developed an oxide-based bonding process operated at 300°C in order to be compatible with CMOS processing. The original ozone activation of the very thin (~5nm) oxide layer we have proposed demonstrates a bonding surface without any unbonded area due to degassing under annealing. We have developed an original method based on nanoindentation characterization in order to obtain a quantitative and local value of the surface bonding energy. Related to the absence or to the very thin intermediate layer between the two materials, our modal design is based on a double core structure, where most of the optical mode is confined in the Si guiding layer, and no taper is required. The Si waveguide on top of the SOI stack is a shallow ridge. A nanostructured material on both sides of the waveguide core ensures the lateral confinement, the nanostructuration geometry being at a sub-wavelength period in order to operate this material well below its photonic gap. It behaves as an uniaxial material with ordinary and extraordinary indices calculated according to the structuration geometry. Such a structuration allows modal and spectral control of the guided mode. 3D modal and spectral simulation have been performed. We have demonstrated, on a double-period structuration, a wavelength selective operation of hybrid optical waveguides. Such a double-period geometry could be included in a laser design for DFB operation. This nanostructuration has larger potential application such as coupled waveguides arrays or selective resonators. We have developed all the technological processing steps for an electrically injected hybrid laser fabrication. Main developments concern dry etching, performed with the Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching ICP-RIE technique of both the nanostructuration of the Silicon material, and the mesa of the hybrid laser. Efficient electrical contacts fabrication is also a complex step. First lasers operating performances could be improved. We have investigated a specific design in order to overcome the thermal penalty encountered by all the hybrid devices. This penalty is due to the thick buried oxide layer of the SOI stack that prevents heating related to the current flow to be dissipated. Taking advantage of the electrical transport we have shown at the oxide-free interface, we propose a design where the n-contact is defined on the guiding Si layer, suppressing thermal heating under electrical operation. Such an approach is very promising for densely packed hybrid devices integrated with associated electronic driving elements on Si

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Hani, Younes. "Étude des paramètres digestifs chez l'épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus) : intérêt en tant que biomarqueurs." Thesis, Reims, 2018. http://www.theses.fr/2018REIMS048.

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Abstract:

Avec le développement des activités anthropiques, les milieux aquatiques connaissent des modifications physico-chimiques, par exemple, la présence de contaminants chimiques et la perturbation des cycles de température (réchauffement climatique) peuvent avoir des effets sur les organismes qui y vivent. Ce travail s'inscrit donc dans un contexte qui couvre, à la fois le besoin de développement de nouveaux outils d'évaluation de la qualité des milieux aquatiques, exigé par des réglementations telle que la DCE, et l'apport de nouvelles connaissances sur les effets des multistress sur les organismes vivants. Plus précisément, nous nous sommes intéressés à différents paramètres du métabolisme énergétique et à leur intérêt en tant que nouveaux biomarqueurs, chez l'épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus), espèce modèle en écotoxicologie. Ce travail de thèse vise : (i) à caractériser l'influence de paramètres biotiques et abiotiques sur les paramètres choisis, (ii) à préciser le schéma de réponse des enzymes digestives dans un contexte de multistress (exposition chronique à une très faible concentration de cadmium et/ou à un stress thermique), et (iii) à renseigner les conséquences de cette exposition multiple sur la reproduction de l'épinoche, en lien avec la modulation des paramètres liés à l'énergie. Les résultats obtenus démontrent que la température est le facteur de stress majeur avec des répercussions négatives sur la majorité des paramètres étudiés (i.e. paramètres de croissance, quelques paramètres du métabolisme énergétique, paramètres du stress oxydant et paramètres de reproduction des parents). Concernant le cadmium, celui-ci engendre des effets au niveau moléculaire (enzymes digestives) mais n'affecte pas les paramètres de la reproduction des poissons adultes. Cependant, des conséquences de l'exposition au cadmium sont néanmoins observées sur les descendants (capacité de survie). L'impact négatif du multistress sur les paramètres de reproduction de l'épinoche peut être dû à un investissement parental altéré, qui probablement a fait suite à une altération de l'un des paramètres en relation avec l'acquisition de l'énergie, telles que les enzymes digestives. Ainsi, les paramètres associés au métabolisme énergétique, et tout particulièrement à l'acquisition de l'énergie (digestion) montrent une sensibilité intéressante aux différents stress étudiés soulignant leur potentiel en tant que nouveaux biomarqueurs
In a large context of global warming (temperature increase), anthropogenic activities introduce significant amounts of organic and inorganic pollutants causing chemical and physical disruption on the aquatic ecosystems and there living organisms. This work is therefore part of a context that covers both the need for the development of new tools for assessing the quality of aquatic environments, as required by regulations such as the DCE, and the provision of new knowledge on multistress effects on living organisms. Specifically, we examined different energy metabolism parameters and their interest as novel biomarkers in the threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus), a model species in ecotoxicology. This thesis aims to: (i) characterize the influence of biotic and abiotic parameters on the chosen parameters, (ii) to specify the response pattern of digestive enzymes in a multistress context (chronic exposure to a very low concentration of cadmium and / or thermal stress), and (iii) to study the consequences of this multiple exposure on sticklebacks' reproduction, in relation with the modulation of the energy parameters. Results show that temperature is the major stress factor with negative effects on most of the studied parameters (i.e. growth parameters, some parameters of energy metabolism, oxidative stress parameters and parents' reproduction parameters). Concerning cadmium, this chemical stress had effects at the molecular level (digestive enzymes) but did not affect the reproductive parameters of adult fish. However, consequences of cadmium exposure are nevertheless observed on the offspring (survival capacity). The negative impact of the double stress sticklebacks' reproduction may be due to an altered parental investment, which probably followed an alteration of one of the parameters in relation to energy acquisition, such as digestive enzymes. Thus, the parameters associated with energy metabolism, and especially with the acquisition of energy (digestion), show an interesting sensitivity to the different stresses studied, highlighting their potential as new biomarkers

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Semassou, Guy Clarence. "Aide à la décision pour le choix de sites et systèmes énergetiques adaptés aux besoins du benin." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14450/document.

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Abstract:

L’analyse des sites éoliens et des possibilités solaires du Bénin a conduit les travaux vers les systèmes énergétiques, du type photovoltaïque autonome, couplé à des batteries de stockage. Ces systèmes énergétiques appropriés ont été analysés, modélisés et optimisés. Les critères d’optimisation sont issus d’une enquête réalisée au près des responsables qui s’occupent des questions d’électrification en milieu rural, des professionnels sélectionnés qui jouent un rôle majeur dans le processus décisionnel des projets d’électrification en milieu rural, des associations locales qui ont bénéficié de ces projets au Bénin, des techniciens et des usagers de ces systèmes. Ces critères sont hiérarchisés selon la méthode AMDEC. Une méthode d’optimisation adaptée a été réalisée ; elle fait appel à une vision originale de pondération
The analysis of the wind sites and the solar possibilities of Benin led the works towards the energy systems, of the autonomous photovoltaic type, coupled with batteries of storage. These appropriate energy systems were analyzed, modelled and optimized. The criteria of optimization arise from a survey realized in near the persons in charge who take care of questions of electrification in rural areas, of selected professionals who play a major role in the decision-making of the projects of electrification in rural areas, local associations which benefited from these projects in Benin, from technicians and from users of these systems. These criteria are organized into a hierarchy according to the method AMDEC. A method of adapted optimization was realized; she appeals to an original vision of level-headedness

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Oueslati, Khaled. "Caractérisation et modélisation de la production des radicaux libres oxygénés par la chimie de Fenton dans un milieu mimétique de la viande." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC014/document.

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Abstract:

La maitrise de la qualité des produits carnés transformés (conservés, marinés, cuits, salés, digérés...) nécessite une meilleure compréhension des mécanismes responsables des phénomènes oxydatifs et des lois cinétiques qui les régissent. Au cours des processus oxydatifs, la phase d’initiation des oxydations est capitale. Cette phase se caractérise par la vitesse à laquelle l’oxygène et le peroxyde d’hydrogène réagissent avec le fer dont la viande est plus ou moins riche selon l’espèce. Les radicaux libres, principalement superoxyde (O2°-) et hydroxyle (OH°) conduisent à l’oxydation des lipides et des protéines de la viande. Ce travail s’appuie en alternance sur des expérimentations avec un milieu modèle bien contrôlé et des sondes spécifiques permettant de caractériser la production radicalaire, et sur des simulations de calculs avec un modèle stœchio-cinétique basé sur un ensemble de réactions élémentaires et de réactions bilans permettant d’évaluer l’incidence i) de chacun des paramètres du système réactionnel (constante réactionnelle k, énergie d’activation Ea, réactivité du fer P) ii) de la concentration en réactants (Fer, H2O2, chlorure et antioxydants iii) des conditions environnementales (température, pH et force ionique) sur les cinétiques de production des radicaux libres. Les résultats expérimentaux montrent : (1) un effet synergique des oxydants et de la température sur les oxydations (2) une incidence importante des contres ions et du pH sur les complexes du fer et les niveaux d’oxydation (3) un important effet de la nature des oxydants et des antioxydants sur l'oxydation. Les constantes de vitesse controversées et les énergies d'activation de certaines réactions ainsi que les coefficients de réactivité du fer ont été ajustés localement un par un. Les prédictions du modèle stoechio-cinétique reproduisent des tendances expérimentales, exceptés pour des concentrations élevées en réactants, pour des températures extrêmes et certains antioxydants. Une optimisation globale des valeurs des k, des Ea et de la réactivité du fer pourrait améliorer les résultats prédictifs
Control of meat quality during meat processes (storage, cooking, curing, digestion) requires a better understanding of the mechanisms responsible of the oxidative phenomena and of the kinetic laws that govern them. The initiation stage of oxidation is crucial and characterized by the rate of reaction of oxygen and hydrogen peroxide with iron; this latter compound is more or less rich depending on muscles, animals and species. Superoxide radical (O2°- ) and hydroxyl radical (OH°) are produced and initiate the cascade of reactions implicated in protein and lipid oxidations. To investigate the impact of the physicochemical parameters on the free radicals production our trials were carried out with a mimetic model of meat using two specific probes (nitroblue tetrazolium and terephthalate) and a stoichio-kinetic mathematical model composed of interactive chemical reactions. This approach enables to measure many production kinetics of O2°- and OH° and to assess unknown kinetic parameters (rate constant and activation energy and iron reactivity) by comparison of calculations to measurements. The experimental results show: (1) a synergistic effect of oxidants and temperature on oxidations (2) a significant effect of counter ions and pH on iron complexes and oxidation levels (3) a significant effect of oxidants and antioxidants on oxidation. Controversial rate constants and activation energies of some reactions as well as iron reactivity coefficients were adjusted. The predictions of the stoechio-kinetic model reproduce experimental trends except for high reactants concentrations, for extreme temperatures and for some antioxidants. A global optimization of k, Ea and iron reactivities values could improve predictive results

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Ledoux, Valentin. "Matériaux nanocomposites à base d'oxydes conducteurs pour la génération d'énergie électrique en milieux humides et pour de nouvelles applications électrocatalytiques." Thesis, IMT Mines Alès, 2019. http://www.theses.fr/2019EMAL0002.

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Abstract:

Un comportement « inhabituel » des anodes d'oxyde dans les milieux aqueux, par rapport aux anodes métalliques, a commencé à attirer l'attention des chercheurs dès les années 1960. Pendant le processus d'activation, les électrons placés dans la bande de valence (VB) d'un corps semi-conducteur quittent leur niveau d'énergie et se déplacent vers la bande de conduction (CB) formant ainsi des trous électroniques capables de procéder à une oxydation directe des anions d’hydroxyles adsorbés , les transformant ainsi en radicaux hydroxyles HO•, qui sont des agents oxydants extrêmement puissants. Cette considération permet d’expliquer pourquoi l'oxydation des polluants organiques dans l'eau est toujours plus élevée sur les anodes d'oxyde que sur les anodes métalliques. Le cycle réactionnel est le suivant :H2O + MOx [site « Catalytique »] MOxHO•ads + H+ + 1 e- puis MOxHO•ads + RH MOx + H2O + R’Bien que largement utilisé dans les procédés de dépollution de l’eau par électrocatalyse, le mécanisme décrivant les interactions entre les anodes d’oxydes et l’eau est mal connu.L’ambition de cette thèse est de démontrer la faisabilité de la récupération de charges électriques à partir de l’eau en utilisant une anode d’oxyde métallique, SnO2:F a été choisi comme anode modèle. La démonstration de cette hypothèse passe en 5 étapes : 1.Comprendre pourquoi l’eau est capable de se comporter en tant qu’agent réducteur et donc partager sa charge électrique avec des consommateurs extérieurs au travers des surfaces d’oxydes métalliques. 2.Conceptualiser le mode d’action des anodes d’oxydes dans les milieux humides. Développer une vision claire sur le mécanisme de ce phénomène, l’étudier de façon détaillée et confirmer objectivement ses étapes principales par l’intermédiaire de résultats expérimentaux. 3.Conceptualiser, tant du point de vue des compositions chimiques que des propriétés physico-chimiques et électro-physiques, des matériaux actifs prometteurs applicables en tant que générateurs de charges électriques élémentaires à partir des milieux humides. 4.Choisir, élaborer et tester des matériaux actifs appropriés, c’est-à-dire répondant aux exigences, en terme de compositions chimiques et de propriétés électro-physiques, fixées au cours du point précédent. 5.Conclure par la proposition d’une méthode d’estimation de l’efficacité énergétique du procédé en cours de développement et sur les perspectives d’applications
An "Unusual" behavior of oxide anodes in aqueous media, compared with metal anodes, began to attract the attention of researchers as early as the 1960s. During the activation process, electrons placed in the valence band (VB) of a semiconductor material leave their energy level and move towards the conduction band (CB) thereby forming electronic holes able to proceed at the direct oxidation of adsorbed hydroxyl anions, thereby transforming them into hydroxyl radicals HO•, which are extremely powerful oxidizing agents. This consideration makes it possible to explain why the oxidation of organic pollutants in water is always higher on the oxide anodes than on the metal anodes. The reaction cycle is as follows:H2O + MOx ["Catalytic" site] MOx•HO•ads + H+ + 1 e- then MOx•HO•ads + RH MOx + H2O + R’Although widely used in electrocatalysis water depollution processes, the mechanism describing the interactions between oxide anodes and water is poorly understood.The ambition of this thesis is to demonstrate the feasibility of recovering electrical charges from water using a metal oxide anode, SnO2:F was chosen as the model anode. The demonstration of this hypothesis follows 5 steps: 1. Understand why water is able to behave as a reducing agent and therefore share its electric charge with external consumers through metal oxide surfaces. 2.Conceptualize the mode of action of oxide anodes in humid environments. Develop a clear vision on the mechanism of this phenomenon, study it in detail and objectively confirm its main stages through experimental results. 3.Conceptualize, from the point of view of chemical compositions as well as physicochemical and electro-physical properties, promising active materials applicable as generators of elementary electrical charges from wetlands. 4.Choose, develop and test appropriate active materials, that is to say, meet the requirements, in terms of chemical compositions and electro-physical properties, fixed in the previous point. 5.Conclude by the proposal of a method of estimating the energy efficiency of the process under development and the prospects of applications

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Grahovac, Milica [Verfasser]. "Modeling and Optimization of Energy Generation and Storage Systems for Thermal Conditioning of Buildings Targeting Conceptual Building Design / Milica Grahovac." Aachen : Shaker, 2013. http://d-nb.info/1051575230/34.

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Rakotoson, Vanessa. "Intégration de l'analyse de cycle de vie dans l'étude de la production électrique en milieux insulaires." Thesis, La Réunion, 2018. http://www.theses.fr/2018LARE0035/document.

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Abstract:

La croissance démographique, l'amélioration de la qualité de vie, et l'intensification des activités énergivores influent fortement sur la demande en énergie au travers de la consommation d'électricité sur un territoire. Le recours aux énergies fossiles constitue la solution la plus adoptée dans les milieux insulaires pour satisfaire cette demande. L'envers de cette méthode réside dans la quantité d'émissions de gaz à effet de serre générée au cours de la production d'énergie et la vulnérabilité de ces territoires. Les politiques actuelles ambitionnent l'atteinte de l'autonomie énergétique dans les milieux insulaires à moyen terme, et favorisent l'utilisation des énergies renouvelables pour restreindre les émissions de gaz à effet de serre. Ces travaux ont pour objet de quantifier les impacts environnementaux liés à la production d'électricité de La Réunion afin d'établir un diagnostic territorial. À partir de l'Analyse de cycle de vie et suivant les normes ISO 14044, les centrales de production d'électricité du territoire sont évaluées sous différents impacts environnementaux. La démarche adoptée a été de mettre en place un outil d'évaluation adapté à tout territoire, permettant d'identifier les étapes et les processus fortement contributeurs pour la production de 1 kWh électrique. Les résultats de ce diagnostic servent de points de repère pour élaborer les scénarios de production, établis dans une démarche de modélisation prospective. Huit scénarios proposés ont été développés pour répondre aux contraintes environnementales, techniques, sociales et économiques
Population growth, the raising of the standard of living and quality of life, and energy-intensive activities are key parameters affecting the territory energy demand, through electricity consumption. To meet this demand, reliance on fossil fuels is the main adopted solution, particularly in insular context. The downside of this method is the large amount of greenhouse gas emissions (GHG) emitted, and vulnerability of the territories. Current policies are now in favor of the energy self-sufficiency as a medium-term objective, and put in place measures to support the use of sustainable energy sources to mitigate GHG emissions. This work aims to assess environmental impact of electricity production in Reunion island, to establish a territorial diagnosis. Based on a life cycle assessment approach, according to ISO 14044 standards, varying environmental impacts have been evaluated from existing power plants. An evaluating tool has been developed to identify the most emissive life cycle stage from 1 kWh electricity produced. The obtained results serve as a reference point to develop prospective scenarios. Eight scenarios have been presented and aim to satisfy environmental, technical, social and economic constraints

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Limane, Abdelhakim. "Modélisation thermo-aéraulique des écoulements d’air avec transfert de chaleur et de masse dans un milieu fermé et humide. Application à une piscine intérieure." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11060.

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Abstract:

La piscine fait partie des établissements publics les plus fréquentés dans notre société. En effet, il ne s’agit pas uniquement d’un lieu de pratique d'activités physiques, mais également un espace de détente, de jeu, d’éducation et de lien familial. Il est de toute évidence essentiel, de fournir un environnement intérieur confortable et sain pour ses occupants. Cependant, en raison de sa dimension, son besoin excessif en énergie et la complexité des phénomènes physiques évoluant à l’intérieur, il est difficile de parvenir à un équilibre optimum entre : qualité de l’air intérieur, confort thermique des occupants et efficacité énergique du bâtiment. Il faut pour cela, parvenir à une description des mécanismes qui façonnent la structure de l’écoulement de l’air par une analyse profonde de ces phénomènes qui sont à l'origine des transferts de chaleur et de masse mis en jeu à l’intérieur. Ainsi, l’objectif visé de cette thèse est de présenter une étude numérique thermo aéraulique, par CFD en régime stationnaire et transitoire, qui permet d’évaluer le comportement dynamique, thermique et thermodynamique des différents phénomènes physiques qui évoluent à l’intérieur de la piscine intérieure semi-olympique de l’université Bishop’s (Sherbrooke, Canada) afin d’améliorer la qualité de l’air intérieur et le confort thermique ainsi que son rendement énergétique. Les simulations sont réalisées avec le logiciel libre OpenFOAM en utilisant une approche RANS. Une étude thermo-aéraulique par CFD a d’abord été réalisée sur une cavité rectangulaire avec plancher chauffé, afin d’appréhender les simulations thermo aérauliques. Cela a abouti à la détermination de la meilleure configuration d’aération pour une qualité de l’air et un confort thermique optimum. Plusieurs simulations CFD du flux d'air tridimensionnel avec transfert de chaleur et de masse ont été aussi effectuées ultérieurement pour la piscine, afin d’évaluer les effets des conditions climatiques extérieures et ceux des nageurs sur l'atmosphère intérieure. En adoptant plusieurs modèles de turbulence de type RANS, la comparaison des résultats obtenus avec les données expérimentales de référence a permis de valider le code OpenFOAM. Les données expérimentales ont été recueillies au préalable au sein de la piscine de l’Université Bishop’s à l’aide d’un dispositif conçu et adapté aux conditions internes propre à la piscine et qui est équipé de plusieurs capteurs pour la mesure de : température, humidité relative et vitesse. Enfin, une étude thermo-aéraulique de la piscine en régime turbulent transitoire pour une durée de 24 heures pour les jours typiques d'été et d'hiver a été réalisée afin de prédire l’évolution de la distribution des paramètres tels que la vitesse, la température et l'humidité relative. Une analyse statistique a permis de montrer que les conditions climatiques extérieures n'ont pas d'effet sur l'environnement interne de celle-ci. D’ailleurs, sa très bonne isolation thermique démontrée par un calcul détaillé des pertes thermiques à travers son enveloppe confirme ce constat. D’autre part, l’évaluation de la qualité de l'air intérieur et le confort thermique des occupants a révélé que ces derniers sont inacceptables. Suite auxquels, un ajustement des paramètres de conditionnement de l’air a été apporté pour fin d’amélioration.
Abstract : The swimming pool is one of the most popular public establishments in our society and is not just a place for physical activities but also a space for relaxation, play, education and family ties. It is therefore important to ensure a healthy and comfortable indoor environment for the occupants. However, given the size, energy requirement and complexity of the physical phenomena that take place within such space, it is difficult to achieve an optimum balance between interior air quality, thermal comfort of occupants and energy efficiency of the building. This requires a description of the mechanisms, which determine the structure of the airflow by a profound analysis of these phenomena, which are the origin of the heat and mass transfers involved inside such spaces. The objective of this thesis is to present a numerical thermo-ventilation study using CFD (computational fluid dynamic) in stationary and transient regime that allows to evaluate the dynamic, thermal and thermodynamic behaviors of the various phenomena that take place inside the semi-Olympic closed swimming pool at Bishop's University (Sherbrooke, Qc, Canada). The aim is to improve the indoor air quality and thermal comfort of occupants as well as its energy efficiency. The simulations are carried out using OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation) using a Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) approach. To do this, a CFD thermo-ventilation study was first carried out on a rectangular cavity with heated floor in order to understand the thermo-ventilation simulations. This has led to the determination of the best ventilation configuration for optimum air quality and thermal comfort. Several CFD simulations of the three-dimensional airflow with heat and mass transfer were also carried out later for the indoor swimming pool to evaluate the effects of outdoor climatic conditions and swimmers on the indoor atmosphere of the pool. By adopting several RANS turbulence models, the comparison of the results obtained with the experimental data allowed to validate the OpenFOAM code. The experimental data were collected in the pool at Bishop's University using a device designed and adapted to the pool’s internal conditions. The devise is equipped with several sensors to measure temperature, relative humidity and velocity. Finally, a thermo-ventilation study of the swimming pool in transient turbulent regime for a duration of 24 hours for typical days of summer and winter was conducted in order to predict the distribution of the various parameters such as velocity, temperature and relative humidity. A statistical analysis showed that the external climatic conditions have no effect on the internal environment of the swimming pool. Moreover, its good thermal insulation demonstrated by a detailed calculation of the thermal losses through building envelope confirms this observation. On the other hand, the evaluation of the indoor air quality and the thermal comfort of occupants revealed that the conditions inside the pool are unacceptable. After which, an adjustment of the air conditioning parameters was made for improvements.

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Dissertations / Theses on the topic 'Milieu. energie'

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